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工学院占肖卫与合作者在《自然》子刊发表邀请综述
日期: 2018-03-02  信息来源: 工学院

太阳能是人类安全、绿色、理想的清洁能源。太阳能电池通过光伏效应将太阳能转换成电能,是有效利用太阳能的重要途径。与传统硅基太阳能电池相比,新型有机太阳能电池具有成本低、重量轻、便携、柔性和透明等突出优点,具有很好的发展前景。有机太阳能电池中的活性层材料由电子给体和电子受体组成。长期以来,富勒烯衍生物一直占据着受体材料的主导地位,但其存在可见区吸收弱、能级调控难、易聚集导致器件稳定性差等诸多缺点。因此,发展高性能的受体材料是该领域的挑战性难题。

北京大学工学院占肖卫课题组长期致力于非富勒烯受体材料的研究。早在2006年,他们就率先在国内开展了非富勒烯受体的研究。2007年,他们发表了中国首篇非富勒烯有机太阳能电池的论文(J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, 7246-7247,被引830次),报道了世界上第一个稠环芳酰亚胺高分子受体,拉开了中国科学家进军非富勒烯受体这一挑战性领域的序幕。2015年,占肖卫团队提出了“稠环电子受体”新概念,创造了氰基茚酮类芳杂稠环电子受体新体系,发明了明星分子ITIC(Adv. Mater., 2015, 27, 1170-1174,被引580次)。他们的原创性工作引起了国内外同行的广泛关注和跟进,国内外上百个研究组使用他们的ITIC等稠环电子受体。近3年来,因稠环电子受体的诞生,非富勒烯有机太阳能电池的效率由不到7%发展到接近15%,大大超越富勒烯。从此,有机太阳能电池进入非富勒烯时代,迈向新纪元。迄今为止,占肖卫团队在非富勒烯有机太阳能电池领域发表了90余篇高质量论文(其中ESI热点论文17篇,ESI高被引论文30篇,中国百篇最具影响国际学术论文4篇),这些论文被引用10,000余次,发表论文的数量和被引次数在非富勒烯受体领域均居世界第一。

 
本体异质结有机太阳能电池器件结构及明星分子ITIC

最近,占肖卫与合作者在《自然综述材料》发表了题为“Non-fullerene acceptors for organic solar cells”的邀请综述(Nat. Rev. Mater., 2018, 3, 18003)。该综述系统总结了芳酰亚胺类电子受体和稠环电子受体这两类最具代表性的非富勒烯受体材料的研究进展,论述了非富勒烯受体的结构-性能关系,指出了该领域所面临的挑战和未来发展方向。课题组博士研究生严岑琪是此论文的第一作者,占肖卫为通讯作者。此外,占肖卫还与美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)杨阳教授、香港理工大学李刚教授合作,从非富勒烯太阳能电池器件角度撰写了题为“Next-generation organic photovoltaics based on non-fullerene acceptors”的综述(Nat. Photon., 2018, 12, 131-142)。该论文第一作者程沛是占肖卫课题组博士毕业生,现为杨阳课题组博士后,李刚、占肖卫、杨阳是共同通讯作者。

该工作得到国家自然科学基金委等的资助。

编辑:白杨


   
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