Cell子刊《Chem》报道我校夏建龙教授课题组最新研究成果

发布:2019-7-4 来源:化学化工与生命科学学院 浏览:1855 字体:
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  新闻经纬讯 近日,我校化学化工与生命科学学院、材料复合新技术国家重点实验室夏建龙教授课题组,在新型有机半导体材料开发方面取得重要进展,研究成果发表在Cell子刊《Chem》上(Chem 2019, DOI:10.1016/j.chempr.2019.06.007.)。这是课题组继去年开发出新型聚合物半导体材料体系之后(Nat. Commun. 2018, 9, 2999. DOI: 10.1038/s41467-018-05389-w.)的又一最新成果。

  半导体异结质太阳能电池的效率受到Shockley–Queisser(SQ)定律限制,即单结异质结太阳能电池的光电转换效率上限约为33%。目前广泛研究的异结质太阳能电池,其光电转换效率越来越接近SQ极限,探索突破SQ极限的新材料与新技术,已成为太阳能电池研究领域的一个热点前沿问题。具有多激子效应的新型半导体材料在突破太阳能电池效率SQ极限方面有着重要的潜在应用价值。

  有机半导体材料的多激子效应,称为单线态裂分(singlet fission, SF),是指当有机半导体材料受激发产生单线态激子后,通过一个自旋允许的裂分,形成两个三线态激子的过程。分子内SF,由于可以通过分子设计来调控其三线态生成与衰减过程,引起了广泛关注。实现膜相中三线态的快速生成及缓慢衰减,可以进一步推动单线态裂分材料在器件应用的研究,但目前仍是分子内单线态裂分研究领域的一个挑战。

  近期,夏建龙教授课题组设计合成了一系列以三联苯为桥连单元的并五苯四聚体分子(TPTP-1、TPTP-2、TPTP-3)用于分子内SF研究;发现膜相中分子内SF生成的自由三线态的寿命达到微秒级;并首次提出了利用“分子工程”策略来调控膜相中分子内单线态裂分,实现聚集态下快速的单线态裂分、高产率且长寿命的自由三线态。该工作为设计和合成更多新型分子内单线态裂分材料,及探索其在太阳能电池器件中的应用提供了新思路。

  博士生黄华熙和博士后何桂营为该论文的共同第一作者,该工作得到学校“双一流”培育项目、国家自然科学基金(51773160, 21801201, 21502147)等项目的经费支持。

  文章链接 https://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(19)30269-4 .

关键词 Cell子刊

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