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中国化学会第29届学术年会

作者：詹传郎中国科学院化学研究所

苝二酰亚胺（PDI）是一类受到广泛关注的n-型有机半导体材料,表现出优异的光电性能,比如,具有优异的吸光性能,其吸收光谱一般出现在450到650 nm的可见区范围,摩尔消光系数在104 M-1cm-1数量级;表现出优异的电子亲和性能,其最低分子空轨... 详细信息

苝二酰亚胺（PDI）是一类受到广泛关注的n-型有机半导体材料,表现出优异的光电性能,比如,具有优异的吸光性能,其吸收光谱一般出现在450到650 nm的可见区范围,摩尔消光系数在104 M-1cm-1数量级;表现出优异的电子亲和性能,其最低分子空轨道能级为（LUMO）为-4.0 eV左右;也具有优异的电子传输性能,其结晶性薄膜的电子迁移率可以达到1 cm2V-1s-1以上。此外,PDI还具有优异的化学、热和光稳定性。能否将PDI用作受体材料?长期以来,科学家一直在探索,但是,PDI基有机太阳电池的效率一直没有突破,仅在2%左右徘徊。光伏材料的光电转换性能,不仅与材料的分子光电性能密切相关,还决定于薄膜材料的聚集结构。在这个报告中,我们将从薄膜材料聚集结构调控与设计角度,通过几个典型例子,来阐述与PDI基有机太阳电池低效率相关的几个瓶颈问题的解决方法。

关键词： Perylene Diimide small molecule acceptor organic solar cell bulk-heterojunction

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非富勒烯受体DA′D型稠环单元的结构修饰及电池性能研究

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化学进展 2022年第2期34卷 447-459页

作者：薛朝鲁门刘宛茹白图雅韩明梅莎仁詹传郎内蒙古师范大学化学与环境科学学院激子材料化学与器件重点实验室呼和浩特010022

近年来,设计和合成高性能非富勒烯受体(NFAs)材料已经成为太阳能电池研究领域的前沿课题。基于DA′D型稠环结构的NFAs由于具有吸光系数高、能级和带隙可调、结构易于修饰、分子可高效合成、光电学性能优异等优点而受到了越来越广泛的关... 详细信息

近年来,设计和合成高性能非富勒烯受体(NFAs)材料已经成为太阳能电池研究领域的前沿课题。基于DA′D型稠环结构的NFAs由于具有吸光系数高、能级和带隙可调、结构易于修饰、分子可高效合成、光电学性能优异等优点而受到了越来越广泛的关注。在短短7年的时间里,能量转换效率(PCE)从3%~4%提高到18%。2019年初邹应萍等报道了一个优秀的受体分子Y6,与PM6共混制备单结电池,获得了15.7%的能量转换效率。Y6类受体材料的中心给电子单元为DA′D型稠环结构,缺电子单元(A′)通过氮原子与两个给电子单元(D)并联形成稠环结构,这有助于降低前线分子轨道能级并增强吸收,同时与氮相连的两个烷基链和位于噻吩并噻吩β位的两个侧链则有助于提高溶解度及调节结晶性。自Y6问世以来,人们对分子的结构剪裁进行了深入的研究,并报道了数十种新的结构。在这些新的受体中,DA′D部分的结构裁剪对提高器件效率和太阳能电池的性能起着至关重要的作用。本文对A′、D单元和侧链结构修饰的研究进展进行了综述。通过选择几组受体,对最近报道的分子进行分类,并将它们的光学、电化学、电学和光电性质与精确的结构修饰相关联,从而对结构-性能关系进行全面概述。

关键词： DA′D单元非富勒烯小分子受体材料有机太阳能电池

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苝二酰亚胺基有机小分子受体材料的可控制备

苝二酰亚胺基有机小分子受体材料的可控制备

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第一届新型太阳能电池暨钙钛矿太阳能电池学术研讨会

作者：詹传郎中国科学院化学研究所

苝二酰亚胺(PDI)是一类受到广泛关注的n-型有机半导体材料,表现出优异的光电性能,比如,具有优异的吸光性能,其吸收光谱一般出现在450到650 nm的可见区范围,摩尔消光系数在10 Mcm数量级;表现出优异的电子亲和性能,其最低分子空轨道能级为... 详细信息

苝二酰亚胺(PDI)是一类受到广泛关注的n-型有机半导体材料,表现出优异的光电性能,比如,具有优异的吸光性能,其吸收光谱一般出现在450到650 nm的可见区范围,摩尔消光系数在10 Mcm数量级;表现出优异的电子亲和性能,其最低分子空轨道能级为(LUMO)为-4.0 e V左右;也具有优异的电子传输性能,其结晶性薄膜的电子迁移率可以达到1 cm2Vs以上。此外,PDI还具有优异的化学、热和光稳定性。能否用PDI或其它种类的有机材料取代富勒烯用作受体材料?长期以来,该领域的科学家一直在探索这个问题,但是,基于有机受体材料的有机太阳电池的效率一直徘徊在2%左右,长期没有令人兴奋的突破,直到最近两年,其效率才被提高到4%,有机受体材料重新又进入了该领域科学家的视野,受到了越来越广泛的关注。因为光伏材料的光电转换性能,不仅与材料的分子光电性能密切相关,还决定于薄膜材料的聚集结构,我们将通过几个典型例子,来讨论与苝二酰亚胺基有机太阳电池低效率密切相关的聚集结构调控问题。

关键词：苝二酰亚胺小分子受体材料有机太阳能电池体异质结

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多级弱相互作用力与分子可控组装

多级弱相互作用力与分子可控组装

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中国化学会第28届学术年会

作者：詹传郎中国科学院化学研究所光化学重点实验室

＜正＞分子自组装是分子组装基元通过分子间（内）弱相互作用形成具有一定的结构和功能的分子聚集体的过程,引导分子自组装的弱相互作用包括亲疏水、偶极、氢键、ππ、静电等作用力。那么,这些弱相互作用是如何协调作用的呢?对于这个问... 详细信息

＜正＞分子自组装是分子组装基元通过分子间（内）弱相互作用形成具有一定的结构和功能的分子聚集体的过程,引导分子自组装的弱相互作用包括亲疏水、偶极、氢键、ππ、静电等作用力。那么,这些弱相互作用是如何协调作用的呢?对于这个问题,还不是很清楚。因为弱相互作用存在强弱之分,我们认为对于特定的分子自组装体系,分子组装基元所提供的弱相互作用在引导分子自组装上存在先后之分:某些相对较

关键词：多级弱相互作用分子可控组装

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基于Y系列不对称小分子受体材料的研究进展

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中国科学：化学 2024年第6期54卷 837-855页

作者：张英楠陈毅朱甜甜李海阳詹传郎内蒙古师范大学化学与环境科学学院先进材料化学与器件内蒙古自治区高等学校重点实验室呼和浩特010022

近年来,高效的小分子受体材料(small-molecule acceptors, SMAs)的设计和性能研究方面所取得的进步,使得有机太阳能电池(organic solar cells, OSCs)领域取得了快速发展,有望替代传统硅基太阳能电池在一些细分领域得到应用.在众多的OSC... 详细信息

近年来,高效的小分子受体材料(small-molecule acceptors, SMAs)的设计和性能研究方面所取得的进步,使得有机太阳能电池(organic solar cells, OSCs)领域取得了快速发展,有望替代传统硅基太阳能电池在一些细分领域得到应用.在众多的OSC小分子受体材料中,具有A-DA’D-A (D和A分别指电子给体和受体单元)型结构的不对称稠环小分子受体材料因其优异的光伏性能备受人们关注,其具有更大的偶极矩和更强的分子间相互作用,有利于分子堆积及增强电子迁移率,这类材料的光电转换效率最高已经突破19%.本综述聚焦于不对称稠环小分子的分子结构(包括端基、中心核以及侧链)的设计及晶体结构方面,总结了基于Y系列的不对称稠环型小分子受体的研究进展.通过分子结构-材料性能-光伏性能之间的构效关系总结,为开发高性能的不对称稠环小分子受体材料提供一种分子设计策略.

关键词：有机太阳能电池受体材料分子结构不对称稠环受体

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新型酞菁-苝分子异质结的合成及其光伏性能研究

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有机化学 2012年第10期32卷 1981-1987页

作者：俞孝伟张山林贺伟伟张志刚郭丰启詹传郎黄彦南京工业大学化学化工学院材料化学工程国家重点实验室南京210009 中国科学院化学研究所北京分子科学国家实验室中国科学院光化学重点实验室北京100190 郑州大学化学系光电功能材料实验室郑州450001

通过酰胺键将酞菁(电子给体单元)和苝二酰亚胺(电子受体单元)偶联,合成了新型的酞菁-苝分子异质结,其在二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃等常用溶剂中有较好的溶解度.紫外光谱分析表明其吸收光谱是酞菁和苝二酰亚胺信号的叠加,出现在300～780 n... 详细信息

通过酰胺键将酞菁(电子给体单元)和苝二酰亚胺(电子受体单元)偶联,合成了新型的酞菁-苝分子异质结,其在二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃等常用溶剂中有较好的溶解度.紫外光谱分析表明其吸收光谱是酞菁和苝二酰亚胺信号的叠加,出现在300～780 nm之间.该分子摩尔消光系数高达105L mol-1 cm-1数量级,说明具有较宽的太阳光谱覆盖范围和很高的吸光系数.基于这些良好的光谱响应特性,制备了以该分子与[6,6]-苯基-C61-丁酸酸甲酯(PC61BM)为光活性层的有机太阳能电池(OSCs),该电池器件结构为ITO/聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)/酞菁-苝给受体分子:PC61BM/Ca/Al,光电转换效率(PCE)为0.009%,对应的开路电压(Voc)为0.472 V,短路电流(Jsc)为0.104 mA/cm2,填充因子(FF)为0.18.

关键词：酞菁苝二酰亚胺分子异质结光电转换有机太阳能电池

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苝二酰亚胺聚集结构的调控及其在有机太阳能电池中的应用

苝二酰亚胺聚集结构的调控及其在有机太阳能电池中的应用

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中国化学会第十四届胶体与界面化学会议

作者：詹传郎姚建年中国科学院化学研究所

苝二酰亚胺是一类受到广泛关注的n-型有机半导体材料,在光电材料、细胞成像等领域有广泛的应用前景。苝二酰亚胺分子具有很强的聚集能力,其光电性能与分子聚集结构密切相关。在报告中,我们将通过几个例子来说明:1)非共价键力对聚集结构... 详细信息

苝二酰亚胺是一类受到广泛关注的n-型有机半导体材料,在光电材料、细胞成像等领域有广泛的应用前景。苝二酰亚胺分子具有很强的聚集能力,其光电性能与分子聚集结构密切相关。在报告中,我们将通过几个例子来说明:1)非共价键力对聚集结构和光电性能的调控作用;2)苝二酰亚胺衍生物在光电转换材料中的应用。内容包括分子设计合成、微纳结构调控和光电转换性能研究。

关键词：微纳结构光电性能苝二酰亚胺有机太阳能电池

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多氢键功能单元引导的可控自组装及其形貌调控

多氢键功能单元引导的可控自组装及其形貌调控

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中国化学会第十三届胶体与界面化学会议

作者：詹传郎姚建年中国科学院化学研究所

＜正＞有机构筑单元是超分子自组装的基本结构单元,驱使这些单元发生超分子自组装的驱动力包括分子内或分子间的氢键、ππ、偶极、亲疏水等弱相互作用、金属配位作用以及阴阳离子间的强相互作用等。通过分子设计,实现这些相互作用间的... 详细信息

＜正＞有机构筑单元是超分子自组装的基本结构单元,驱使这些单元发生超分子自组装的驱动力包括分子内或分子间的氢键、ππ、偶极、亲疏水等弱相互作用、金属配位作用以及阴阳离子间的强相互作用等。通过分子设计,实现这些相互作用间的平衡是调控有机构筑单元自组装,实现形貌和性能调控的关键因素。相对于分子形状对自组装结构和形貌的调控,分子间作用力的平衡对形貌和性质的调控则更为复杂,难度更大,因为分子间作用力不仅与分子形状、分子构型等密切相关,还与溶

关键词：自组装氢键形貌调控

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苝二酰亚胺聚集结构的调控及其在有机太阳能电池中的应用

苝二酰亚胺聚集结构的调控及其在有机太阳能电池中的应用

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第十三届全国光化学学术讨论会

作者：詹传郎姚建年中国科学院化学研究所

＜正＞苝二酰亚胺是一类受到广泛关注的n-型有机半导体材料,在光电材料、细胞成像等领域有广泛的应用前景。苝二酰亚胺分子具有很强的聚集能力,其光电性能与分子聚集结构密切相关。在报告中,我们将通过几个例子来说明:1)非共价键力对聚... 详细信息

＜正＞苝二酰亚胺是一类受到广泛关注的n-型有机半导体材料,在光电材料、细胞成像等领域有广泛的应用前景。苝二酰亚胺分子具有很强的聚集能力,其光电性能与分子聚集结构密切相关。在报告中,我们将通过几个例子来说明:1)非共价键力对聚集结构和光电性能的调控作用;2)苝二酰亚胺衍生物在光电转换材料中的应用。内容包括分子设计合成、微纳结构调控和光电转换性能研究。

关键词：微纳结构光电性能苝二酰亚胺有机太阳能电池

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二级作用力对分子自组装纳米形貌的调控作用

二级作用力对分子自组装纳米形貌的调控作用

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2012年两岸三地高分子液晶态与超分子有序结构学术研讨会（暨第十二届全国高分子液晶态与超分子有序结构学术论文报告会）

作者：詹传郎姚建年中国科学院化学研究所

深入认识分子组装基元所提供的各种弱相互作用对分子自组装的精准调控作用,是实现分子可控组装并调控其结构和性能的关键。比如,纳米形貌间的可逆调控是分子可控组装的难点,针对这一难点,结合我们最近提出的主次作用力协同调控分子自组... 详细信息

深入认识分子组装基元所提供的各种弱相互作用对分子自组装的精准调控作用,是实现分子可控组装并调控其结构和性能的关键。比如,纳米形貌间的可逆调控是分子可控组装的难点,针对这一难点,结合我们最近提出的主次作用力协同调控分子自组装的概念,我们发现了二级作用力对自组装纳米形貌的精准调控

关键词：纳米材料分子自组装表观形貌二级作用力化学调控

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