SIOC English
有机化学
高级检索

有机化学 >

2012 , Vol. 32 >Issue 05: 834 - 851

DOI: https://doi.org/10.6023/cjoc1109271

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 ,
  • 彭强 ,
  • 和平 ,
  • 王艳玲 ,
  • 侯秋飞 ,
  • 李本林 ,
  • 田文晶
展开
  • 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

  网络出版日期: 2011-12-13

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.

收起

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

  • Li Zaifang ,
  • Peng Qiang ,
  • He Ping ,
  • Wang Yanling ,
  • Hou Qiufei ,
  • Li Benlin ,
  • Tian Wenjing
Expand
  • 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 date: 2011-09-27

  Revised date: 2011-11-17

  Online 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).

Fold

摘要

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

本文引用格式

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 . DOI: 10.6023/cjoc1109271

Abstract

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

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.
Options
文章导航

/

〈 〉