可溶液加工给体-受体有机小分子太阳能电池材料研究进展

doi:10.6023/cjoc1109271

有机化学 ›› 2012, Vol. 32 ›› Issue (05): 834-851.DOI: 10.6023/cjoc1109271 上一篇下一篇

综述与进展

可溶液加工给体-受体有机小分子太阳能电池材料研究进展

李在房^a, 彭强^a,b, 和平^a, 王艳玲^a, 侯秋飞^a, 李本林^a, 田文晶^c

a 襄樊学院化学工程与食品科学学院襄阳 441053;
b 四川大学化学学院成都 610064;
c 吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室长春 130012

收稿日期:2011-09-27 修回日期:2011-11-17 发布日期:2011-12-13
通讯作者: 彭强, 田文晶 E-mail:qiangpengjohnny@yahoo.com
基金资助:
国家自然科学基金(No. 20802033)、教育部新世纪优秀人才支持计划(No. NCET-10-0170)、江西省青年科学家(井冈之星)培养对象计划(No.2008DQ00700)和四川大学科研启动基金(No. YJ2011025)资助项目.

Progress of Solution Processable Donor-Acceptor Organic Small Molecular Solar Cell Materials

Li Zaifang^a, Peng Qiang^a,b, He Ping^a, Wang Yanling^a, Hou Qiufei^a, Li Benlin^a, Tian Wenjing^c

a School of Chemical Engineering and Food Science, Xiangfan University, Xiangyang 441053;
b College of Chemistry, Sichuan University, Chengdu 610064;
c State Key Laboratory of Supramolecular Structure and Materials, Jilin University, Changchun 130012

Received:2011-09-27 Revised:2011-11-17 Published:2011-12-13
Supported by:
Project supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 20874035), the Program for New Century Excellent Talents in University (No. NCET-10-0170), the Yang Scientist of Jing Gang Zhi Xing (JGZX) Project of Jiangxi Province (No. 2008DQ00700) and the Scientific Research Foundation of Sichuan University (No. YJ2011025).

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摘要/Abstract

近年来, 有机小分子体异质结太阳能电池因其制备工艺简单、廉价、轻便及柔性等优点而备受关注. 理想的有机小分子给体材料是提高有机太阳能电池光电转换效率的基础. 系统地综述了可溶液加工有机小分子太阳能电池给体材料的研究进展, 并对其发展趋势和应用前景做了展望.

关键词: 可溶液加工, 有机小分子, 给体-受体, 太阳能电池, 进展

In recent years, bulk heterojunction solar cells based on small organic molecules are received wide attention due to their simple preparation technique, low-cost, light weight and flexibility. The ideal donor material of organic small molecule is the basis for improving the power conversion efficiency of the organic solar cell. In this review, the research advances of solution processable small molecule donor materials are reviewed systematically, and the development tendency and prospects for future application are discussed.

Key words: solution processable, organic small molecule, donor-acceptor, solar cell, progress

引用此文

李在房, 彭强, 和平, 王艳玲, 侯秋飞, 李本林, 田文晶. 可溶液加工给体-受体有机小分子太阳能电池材料研究进展[J]. 有机化学, 2012, 32(05): 834-851.

Li Zaifang, Peng Qiang, He Ping, Wang Yanling, Hou Qiufei, Li Benlin, Tian Wenjing. Progress of Solution Processable Donor-Acceptor Organic Small Molecular Solar Cell Materials[J]. Chin. J. Org. Chem., 2012, 32(05): 834-851.

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参考文献

[1] Green, M. A.; Emery, K.; Hishikawa, Y.; Warta, W. Prog.Photovoltaics 2008, 16, 61.

[2] Gunes, S.; Neugebauer, H.; Sariciftci, N. S. Chem. Rev. 2007, 107,1324.

[3] Bungaard, E.; Krebs, F. C. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2007, 91,954.

[4] Brabec, C. J. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2004, 83, 273.

[5] Chen, H. Y.; Hou, J. H.; Zhang, S. Q.; Liang, Y. Y.; Yang, G. W.;Yang, Y.; Yu, L. P.; Wu, Y.; Li, G. Nat. Photonics 2009, 3, 649.

[6] Li, Y. W.; Guo, Q.; Li, Z. F.; Pei, J. N.; Tian, W. J. EnergyEnviron. Sci. 2010, 3, 1427.

[7] Gustafsson, G.; Gao, Y.; Treacy, G. M.; Klavetter, F.; Colaneri, N.;Heeger, A. J. Nature 1992, 357, 477.

[8] Roncali, J.; Frere, P.; Blanchard, P.; Bettignies, R.; Turbiez, M.;Roquet, S.; Leriche, P.; Nicolas, Y. Thin Solid Films 2006,511/512, 567.

[9] Sun, X. B.; Zhou, Y. H.; Wu, W. C.; Liu, Y. Q.; Tian, W. J.; Yu,G.; Qiu, W. F.; Chen, S. Y.; Zhu, D. B. J. Phys. Chem. B 2006, 110,7702.

[10] (a) Roquet, S.; Cravino, A.; Leriche, P.; Aléveque, O.; Frère, P.;Roncali, J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 3459. (b) Ripaud, E.; Rousseau, T.; Leriche, P.; Roncali, J. Adv. EnergyMater. 2011, 1, 540.

[11] Lloyd, M. T.; Anthony, J. E.; Malliaras, G. G. Mater. Today 2007,10, 34.

[12] Rand, B. P.; Genoe, J.; Heremans, P.; Poortmans, J. Prog. Photovolt.:Res. Appl. 2007, 15, 659.

[13] Walker, B.; Tamayo, A. B.; Dang, X. Dung.; Zalar, P.; Seo, J. H.;Garcia, A.; Tantiwiwat, M.; Nguyen, T. Q. Adv. Funct. Mater.2009, 19, 1.

[14] Shang, H, X.; Fan, H, J.; Liu, Y.; Hu, W, P.; Li. Y. F.; Zhan, X. W.Adv. Mater. 2011, 23, 1554.

[15] Wei, G, D.; Wang, S, Y.; Sun, K.; Thompson, M, E.; Forrest S, R.Adv. Energy Mater. 2011, 1, 184.

[16] Tang, K.; Liang, M.; Liu, Y. K.; Sun, Z.; Xue, S. Chin. J. Chem.2011, 29, 89.

[17] Li, J.; Wu, W. J.; He, J. X. Acta Chim. Sinica 2010, 68(24), 2551(in Chinese).(李晶, 武文俊, 贺锦香, 化学学报, 2010, 68(24), 2551.)

[18] Zhang, T. H.; Pu, L. Y.; Zhao, J. L.; Xu, Z.; Yang, L.; Liu, X. Z.;Ju, S. T. Chin. J. Org. Chem. 2011, 31, 260 (in Chinese).(张天慧, 朴玲钰, 赵谡玲, 徐征, 杨磊, 刘祥志, 鞠思婷, 有机化学, 2011, 31, 260.)

[19] Wang, Z. Y.; Wang, R. Y.; Fu, N. Y. Chin. J. Org. Chem. 2011, 31,415 (in Chinese).(王振宇, 王如勇, 傅南雁, 有机化学, 2011, 31, 415.)

[20] Sun, Y. M.; Welch, G. C.; Leong, W. L.; Takacs, C. J.; Bazan, G.C.; Heeger, A. J. Nat. Mater. 2012, 11, 44.

[21] Kato, S. I.; Matsumoto, T.; Shigeiwa, M.; Gorohmaru, H.; Maeda,S.; Ishi-i, T.; Shuntaro Mataka, M. Chem. Eur. J. 2006, 12, 2303.

[22] Liu, J.; Bu, L. J.; Dong, J. P.; Zhou, Q. G.; Geng, Y. H.; Ma, D. G.;Wang, L. X.; Jing, X. B.; Wang, F. S. J. Mater. Chem. 2007, 17,2832.

[23] Wen, S. P.; Pei, J. N.; Zhou, Y. H.; Li, P. F.; Xue, L. L.; Li, Y. W.;Xu, B.; Tian, W. J. Macromolecules 2009, 42, 4977.

[24] He, C.; He, Q. G.; He, Y. J.; Li, Y. F.; Bai, F. L.; Yang, C. H.;Ding, Y. Q.; Wang, L. X.; Ye. J. P. Sol. Energy Mater. Sol. Cells2006, 90, 1815.

[25] Shang, H. X.; Fan, H. J.; Shi, Q. Q.; Li, S.; Li, Y. F.; Zhan X. W.Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2010, 94, 457.

[26] Deng, D.; Yang, Y.; Zhang, J.; He, C.; Zhang, M. J.; Zhang, Z. G.;Zhang, Z. J.; Li, Y. F. Org. Electron. 2011, 12, 614.

[27] Wu, G. L.; Zhao, G. J.; He, C.; Zhang, J.; He, Q. G.; Chen, X. M.;Li, Y. F. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2009, 93, 108.

[28] He, C.; He, Q. G.; Yi, Y. P.; Wu, G. L.; Yang, C.; Bai, F. L.; Shuai,Z. G.; Li, Y. F. J. Mater. Chem. 2008, 18, 4085.

[29] Zhang, J.; Yang, Y.; He, C.; He, Y. J.; Zhao, G. J.; Li, Y. F. Macromolecules2009, 42, 7619.

[30] Li, W. W.; Du, C.; Li, F. H.; Zhou, Y.; Fahlman, M.; Bo, Z. S.;Zhang, F. L. Chem. Mater. 2009, 21, 5327.

[31] Hide, F.; Greenwald, Y.; Wudl, F.; Heeger, A. J. Synth. Met. 1997,85, 1255.

[32] Halls, J. J. M.; Walsh, C. A.; Greenham, N. C.; Marseglla, E. A.;Friend, R. H.; Moratti, S. C.; Holmes, A. B. Nature 1995, 376, 498.

[33] (a) Peng, Q.; Park, K.; Lin, T.; Durstock, M.; Dai, L. J. Phys.Chem. B 2008, 112, 2801.(b) Liu, M. S.; Jiang, X. Z.; Liu, S.; Herguth, P.; Jen, A. K.-Y.Macromolecules 2002, 35, 3532.(c) Li, Y. W.; Xue, L. L.; Li, H.; Li, Z. F.; Xu, B.; Wen, S. P.; Tian,W. J. Macromolecules 2009, 42, 4491.(d) Li, Y. W.; Li, Z. F.; Wang, C. Y.; Li, H.; Lu, H. G.; Xu, B.;Tian, W. J. J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2010, 48, 2765.

[34] (a) Li, Z. F.; Pei, J. N.; Li, Y. W.; Xu, B.; Deng, M.; Liu, Z. Y.; Li,H.; Lu, H. G.; Li, Q.; Tian, W. J. J. Phys. Chem. C 2010, 114,18270.(b) Li, Z. F.; Dong, Q. F.; Li, Y. W.; Xu, B.; Deng, M.; Pei, J. N.;Zhang, J, B.; Chen, F. P.; Wen, S. P.; Gao, Y. J.; Tian, W. J. J.Mater. Chem. 2011, 21, 2159.

[35] Mikroyannidisa, J. A.; Stylianakis, M. M.; Dong, Q. F.; Zhou, Y.H.; Tian, W. J. Synth. Met. 2009, 159, 1471.

[36] Mikroyannidis, J. A.; Kabanakis, A. N.; Kumar, A.; Sharma, S. S.;Vijay, Y. K.; Sharma, G. D. Langmuir 2010, 26(15), 12909.

[37] Mikroyannidis, J. A.; Sharma, S. S.; Kumar, A.; Vijay, Y. K.;Sharma, G. D. Appl. Mater. Interfaces 2010, 2(1), 270.

[38] (a) Zhang, W. F.; Tse, S. C.; Lu, J. P.; Tao, Y.; Wong, M. S. J. Mater.Chem. 2010, 20, 2182.(b) Zhang, W. F.; Ng, G. M.; Tam, H. L.; Wong, M. S.; Zhu, F. R.J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2011, 49, 1865.

[39] Zhang, J.; Deng, D.; He, C.; He, Y. J.; Zhang, M. J.; Zhang, Z. G.;Zhang, Z. J.; Li, Y. F. Chem. Mater. 2011, 23, 817.

[40] Liu, Y. S.; Zhou, J. Y.; Wan, X. J.; Chen, Y. S. Tetrahedron 2009,65, 5209.

[41] Liu, Y. S.; Wan, X. J.; Yin, B.; Zhou, J. Y.; Long, G. K.; Yin, S.G.; Chen, Y. S. J. Mater. Chem. 2010, 20, 2464.

[42] Yin, B.; Yang, L. Y.; Liu, Y. S.; Chen, Y. S.; Qi, Q. J.; Zhang, F.L.; Yin, S. G. Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 023303.

[43] Liu, Y. S.; Wan, X. J.; Wang, F.; Zhou, J. Y.; Long, G. K.; Tian, J.G.; You, J. B.; Yang, Y.; Chen, Y. S. Adv. Energy Mater. 2011, 1,771.

[44] He, C.; He, Q. G.; Yang, X. D.; Wu, G. L.; Yang, C. H.; Bai, F. L.;Shuai, Z. G.; Wang, L. X.; Li, Y. F. J. Phys. Chem. C 2007, 111,8661.

[45] Zhao, G. J.; Wu, G. L.; He, C.; Bai, F. Q.; Xi, H. X.; Zhang, H. X.;Li, Y. F. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 2636.

[46] Zhang, J.; Wu, G. L.; He, C.; Deng, D.; Li, Y. F. J. Mater. Chem.2011, 21, 3768.

[47] Xue, L. L.; He, J. T.; Gu, X.; Yang, Z. F.; Xu, B.; Tian, W. J. J.Phys. Chem. C 2009, 113, 12911.

[48] Li, Z. F.; Dong, Q. F.; Xu, B.; Li, H.; Wen, S. P.; Pei, J. N.; Yao, S.Y.; Lu, H. G.; Li, P. F.; Tian, W. J. Sol. Energy Mater. Sol. Cells2011, 98, 2272.

[49] Tamayo, A. B.; Tantiwawat, M.; Walker, B.; Nguyen, T. Q. J.Phys. Chem. C 2008, 112, 15543.

[50] Tamayo, A. B.; Walker, B.; Nguyen, T. Q. J. Phys. Chem. C 2008,112, 11545.

[51] Tamayo, A. B.; Dang, X. D.; Walker, B.; Seo, J.; Kent, T.; Nguyen,T. Q. Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 103301.

[52] Mazzio, K. A.; Yuan, M. J.; Okamoto, K.; Luscombe, C. K. ACSAppl. Mater. Interfaces 2011, 3, 271.

[53] Loser, S.; Bruns, C. J.; Miyauchi, H.; Ortiz, R. P.; Facchetti, A.;Stupp, S. I.; Marks, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 8142.

[54] Kroneneberg, N. M.; Deppish, M.; Würthner, F.; Ledemann, H. W.A.; Deing, K.; Meerholz, K. Chem. Commun. 2008, 6489.

[55] Rousseau, T.; Cravino, A.; Bura, T.; Ulrich, G.; Ziessel, R.;Roncali, J. Chem. Commun. 2009, 1673.

[56] Rousseau, T.; Cravino, A.; Ripaud, E.; Leriche, P.; Rihn, S.;Nicola, A. D.; Ziesselb, R.; Roncali, J. Chem. Commun. 2010, 46,5082.

[57] Silvestri, F.; Irwin, M. D.; Beverina, L.; Facchetti, A.; Pagani, G.A.; Marks, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 17640.

[58] Wei, G, D.; Wang, S, Y.; Renshaw, K.; Thompson, M. E.; Forrest,S. R. ACS Nano 2010, 4, 1927.

[59] Sun, X. B.; Liu, Y. Q.; Xu, X. J.; Yang, C. H.; Yu, G.; Chen, S. Y.;Zhao, Z. H.; Qiu, W. F.; Li, Y. F.; Zhu, D. B. J. Phys. Chem. B2005, 109, 10786.

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Progress of Solution Processable Donor-Acceptor Organic Small Molecular Solar Cell Materials

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[1]	佘春艳, 王安静, 刘珊, 舒文明, 余维初. 芳乙酰叠氮的制备及其在有机合成中的应用进展[J]. 有机化学, 2024, 44(2): 481-507.
[2]	贾小英, 普佳霞, 韩丽荣, 李清寒. 含双杂原子苯并[d]五元杂环硫醚类化合物的合成研究进展[J]. 有机化学, 2024, 44(1): 18-40.
[3]	李焕清, 陈兆华, 陈祖佳, 邱琪雯, 张又才, 陈思鸿, 汪朝阳. 基于有机小分子的汞离子荧光探针研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(9): 3067-3077.
[4]	普佳霞, 贾小英, 韩丽荣, 李清寒. 可见光诱导C—N键断裂构建C—C键的研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(8): 2591-2613.
[5]	蒙玲, 汪君. 硫代黄烷酮类衍生物的合成研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(3): 873-891.
[6]	陆祖嘉, 秦涧, 吴金婷, 曹文丽, 匡保龙, 张建国. 1,2,3-三唑类含能化合物的合成研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(2): 526-554.
[7]	王粉, 王兰婷, 王罡, 钱程, 周映霞, 郑昕. 有机盐发光材料研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(12): 4147-4156.
[8]	刘鹏, 钟富明, 廖礼豪, 谭伟强, 赵晓丹. 炔烃参与的去芳构化反应构建螺环己二烯酮类化合物的研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(12): 4019-4035.
[9]	雍灿, 李芸, 毕涛, 陈国凤, 郑东霞, 王周玉, 张园园. 基于D-半乳糖衍生的小分子半乳糖凝集素抑制剂的合成及活性研究进展[J]. 有机化学, 2022, 42(5): 1307-1325.
[10]	张志豪, 姜芯, 李清寒. 取代苯并[b]呋喃衍生物的合成研究进展[J]. 有机化学, 2022, 42(4): 945-964.
[11]	何雨晴, 陈琳, 贺瑞丽, 钟克利, 汤立军. 环糊精衍生物及包合物构建荧光探针的研究进展[J]. 有机化学, 2022, 42(3): 785-795.
[12]	赵咪娜, 杨梓墨, 杨得锁. 通过环化反应构建多取代咪唑的最新研究进展[J]. 有机化学, 2022, 42(1): 111-128.
[13]	袁谷城, 边庆花, 王敏, 钟江春. 手性甲基脂肪烃类昆虫信息素的合成研究进展[J]. 有机化学, 2021, 41(7): 2571-2586.
[14]	季长兴, 王光霞, 王华. 基于亚组分自组装的金属有机超分子研究进展[J]. 有机化学, 2021, 41(6): 2261-2279.
[15]	吴赛, 陶吴晞, 王果, 赵斌, 陈华杰. 含靛红并苊醌二甲酰亚胺端基的A-D-A型小分子受体材料的合成及其光电性质研究[J]. 有机化学, 2021, 41(5): 2019-2028.