中科院化學(xué)所在有機(jī)小分子光伏材料研究方面取得系列進(jìn)展

　　有機(jī)太陽能電池材料分為小分子和高分子兩種，目前效率zui高的是高分子給體與富勒烯受體共混體系。然而，高分子的分子結(jié)構(gòu)、分子量、純度不確定，會(huì)帶來不同批次的材料性能間有差異，因而有可能在將來導(dǎo)致工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)批次的不穩(wěn)定性。和聚合物材料相比，有機(jī)小分子太陽能電池材料則具有確定的分子結(jié)構(gòu)和分子量，并且比較容易分離提純，純度高，制備過程中有很好的批次穩(wěn)定性。然而，有機(jī)小分子太陽能電池發(fā)展比較緩慢，文獻(xiàn)報(bào)道的材料種類較少，電池的光電轉(zhuǎn)換效率也較低。

　　在國家自然科學(xué)基金委、*、*的大力支持下，化學(xué)研究所有機(jī)固體院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究人員設(shè)計(jì)合成了一系列一維D-A-D有機(jī)小分子電子給體，與富勒烯衍生物電子受體PC71BM共混制備的全小分子電池效率可達(dá)3.7%（Adv. Energy Mater., 2012, 2, 63-67）。進(jìn)一步，他們發(fā)展了三維共軛的有機(jī)小分子電子給體，這種材料具有溶液加工性好、光吸收和電荷傳輸各向同性、吸收強(qiáng)而寬、高遷移率、低HOMO能級(jí)等優(yōu)點(diǎn)。用這種電子給體與PC71BM共混制備了全小分子太陽能電池，在未經(jīng)任何后處理的情況下能量轉(zhuǎn)換效率高達(dá)4.3%，為當(dāng)時(shí)基于同類型太陽能電池的zui率（Adv. Mater., 2011, 23, 1554－1557）。此論文自發(fā)表一年以來，被SCI引用45次，并入選ESI高引用論文和熱點(diǎn)論文。此外，他們還發(fā)展了三維共軛的有機(jī)小分子非富勒烯電子受體，在電池中得到了高開路電壓1.18 V（Chem. Commun., 2012, 48, 4773-4775）。