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林进义副教授课题组在二芳基芴纳米分子半导体研究发表新进展
阅读次数:492 添加时间:2018/4/13 发布: 管理员
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芴基半导体材料由于其本身优异的发光性能,广泛应用于有机发光显示和有机激光领域。相比于红光和绿光半导体材料,以芴基半导体为主的蓝光材料由于其宽带隙、易聚集、低能绿光带发射影响其光电稳定性等原因,使其成为该领域的研究热点。芴基半导体分子间的聚集作用是其蓝光不稳定性的根本性原因(J. Mater. Chem. C, 20186, 1535.)。结合前期的工作基础,南京工业大学林进义副教授课题组原创性提出固态薄膜下的单分子机制激发态性质是构筑高性能宽带隙蓝光半导体的有效途径,指出三种有效分子策略构筑有机宽隙发光光电子器件:(1 超分子包裹(ACS Macro Letters 2016 5, 967.;2 多维度有序晶体实现发色团的分子级封装Macromolecules 201447, 1001. ACS Applied Material Interfaces 2016, 8, 21648.;(3)、分子纳米化实现自包裹(Organic letters 2016, 18, 172-175)。在此基础上,林进义副教授课题组通过多维度位阻功能化,提出以功能化的二芳基芴分子为构筑单元,通过Suzuki偶合引入具有三苯胺、苯基咔唑等空穴传输基团,进一步研究共轭链长对其光电行为的影响。由于分子中心构筑单元的立体垂直结构,能够有效通过其位阻作用抑制分子间的聚集,芴分子4号功能位点的可调控性为进一步设计可溶液加工的光电器件拓宽新的思路(Journal of Materials Chemistry C 2017, 5 (38), 9903)最近几年有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池(PSCs)由于低成本、可溶液加工制备且其具有较高的光电转换效率,引起了研究者广泛关注。其中空穴传输材料(HTL)作为钙钛矿晶体和金属电极之间重要的界面层,在促进空穴的提取、传输以及抑制载流子复合等方面起着至关重要的作用。PEDOT:PSS作为常用的空穴传输材料在倒置的器件结构中被广泛的使用,但其较强的亲水性以及酸性,易腐蚀钙钛矿活性层导致分子自掺杂,严重影响了器件的稳定性能。研究发现,该系列二芳基芴三聚体纳米分子材料在薄膜状态呈现单分子光物理行为,具有优异的空穴传输特性。因此,我们与陈永华研究员课题组合作,制备了无需退火后处理、可溶液加工的反式结构钙钛矿电池。相比于以PEDOT:PSS为传输层的太阳能电池,能量转化效率提高近20%,并且在柔性基底可弯曲基底上具有良好的光电转化效率,这一工作为进一步制备柔性可拉伸电子器件提供了重要思路。相关成果发表在Nano EnergyNano Energy, 2018, 46, 241.)。第一作者是分别是2017级博士研究生白鲁冰(Nano Energy, 2018, 46, 241.)和2015级硕士研究生韩亚敏(Journal of Materials Chemistry C 2017, 5 (38), 9903),得到IAM团队解令海教授、陈永华教授和李杰伟副教授的大力支持。

该系列工作得到了国家973项目、国家自然科学基金等项目的资助和支持。




文:林进义,审核:王建浦






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