PDF《D05. 功能分子材料与器件》

60 nm) (X. Sun et al. Nat. Commun.2013, 4: 2794.) .之后,我们又基于全氟酞菁铜分子材料(F16CuPc)进一步探索有机自旋阀器件的性能优化和功能 应用.我们通过研发低温制备工艺,制备了性能可靠的有机自旋阀器件,并实现了目前报道中最高的室温自旋输运距离 (>

180 nm) (X. Sun et al. Adv. Mater. 2016, 28: 2609.) .另外,我们在单个器件中成功实现了光、磁双重响应功能集成,为功 能性自旋器件的实现建立了极具前景的平台. 最近, 我们在上述研究的基础上成功研发了具有全新器件功能的自旋分子光伏 器件,在这一器件中首次实现了室温下接近 100%自旋极化光生电流/电压的可控输出,并且通过材料的光伏效应,初步在分子 半导体器件中实现了自旋输出信号的操控. (X. Sun et al. Science 2017, 357: 677.) 关键词:分子自旋电子学,分子自旋阀,自旋输运,自旋操控,分子自旋光伏器件 D05-05 有机和高分子高迁移率材料 耿延候

1 ,田洪坤

1 ,邓云峰

2 ,高

1 ,何克强

2 ,郭恺

1 1.天津大学材料科学与工程学院 2.中国科学院长春应用化学研究所 相对于 p 型高分子材料,n 型高分子材料比较少.针对这一问题,我们提出在重复单元中引入多个 F 原子,同步降低聚 合物的 LUMO 和HOMO 能级的 n 型共轭聚合物设计概念,合成了系列基于吡咯并吡咯二酮(DPP)衍生物或异靛蓝衍生物 与噻吩衍生物的共轭聚合物,通过制备薄膜晶体管(OTFT)器件,研究了它们的半导体性质.发现这些聚合物均具有较低 的LUMO 能级,依据 HOMO 能级的高低,它们表现出双极和 n 型OTFT 传输特性.此外,这些聚合物均可采用原子经济型 合成方法、即直接芳基化缩聚高效合成. 高迁移率半导体材料的 OTFT 性质不仅和分子本身的性质有关,还和多晶薄膜的形貌相关.大面积连续、晶界少的薄膜 是获得优异 OTFT 性质的重要前提之一.有鉴于此,我们基于芳香稠环单元 BTBT,设计与合成了系列具有高有序液晶相的 非对称共轭分子, 发现具有双层结晶生长模式的分子在真空蒸镀过程中倾向于采取二维生长模式, 可以获得大面积均匀薄膜. 基于这类薄膜制备了空穴迁移率最高可达 10.5 cm2 V-1 s-1 的OTFT 器件,且迁移率的栅压依赖性很低. 关键词:有机半导体,有机薄膜晶体管,迁移率 D05-06 新型太阳能电池共聚单元构筑及界面工程 陈义旺 南昌大学 有机太阳能电池活性层光谱吸收、 分子聚集尺寸、 异质结界面稳定性和相纯度以及缓冲层界面能级匹配和柔性透明电极 等问题是发展柔性有机太阳能电池的关键问题, 而活性层晶粒尺寸与晶界连接以及缓冲层界面致密性是提高钙钛矿电池的稳 定性关键.发展可水/醇溶液加工和可拉伸耐弯曲柔性界面纳米材料以及碳基或银网格非铟透明电极是解决有机或钙钛矿太 阳能电池应用的关键, 解决活性层和界面层的可印刷加工性以及加工过程中相形态变化是有机或钙钛矿太阳能电池商业化的 关键.本研究围绕聚合物太阳能电池分子精准设计、溶液加工和可打印性,钙钛矿太阳能电池晶界缺陷、溶液加工和可印刷 性,金属网格透明电极等开展研究.发展了无规共聚精准引入第三单元,可以切实有效调控有机聚合物太阳能电池给体和受 体的聚集行为、能级结构以及吸收系数,实现全聚合太阳能电池器件各项参数,包括开路电压、短路电流和填充因子显著提 升.提出了 D-A-p 和D-s-A 非对称,有效保证了聚合物共轭主链的平面性,精准调控了给体聚合物的能级结构,降低分子 主链的扭转角并保持器件的高开路电压进而实现了高效的器件性能, 并适用于非卤加工. 通过螯状稠环富电子核结构大大扩 大了非富勒烯受体的光学响应范围,精准调控了受体能级结构和分子内电荷转移以及分子间 p-p 堆砌行为. 关键词:有机太阳能电池,无规共聚,界面工程,透明电极 D05-07 碳基纳米阵列材料的构筑及其在能源领域中的应用研究 王帅 华中科技大学化学与化工学院