【摘 要】
:
近年来,由共轭聚合物给体和小分子受体组成的有机太阳能电池(OSC)迅速发展,其能量转换效率(PCE)已经突破18%。但是,有机太阳能电池的活性层通常具有较差的热稳定性,这将限制其实际应用。当加工温度高于活性层共混薄膜的玻璃化转变温度时,小分子受体会发生运动,形成微米尺度聚集体,导致OSC器件性能衰减。鉴于此,本论文在活性层中引入具有高玻璃化转变温度(Tg)的绝缘聚合物聚苊(PAC),提高活性层的玻
论文部分内容阅读
近年来,由共轭聚合物给体和小分子受体组成的有机太阳能电池(OSC)迅速发展,其能量转换效率(PCE)已经突破18%。但是,有机太阳能电池的活性层通常具有较差的热稳定性,这将限制其实际应用。当加工温度高于活性层共混薄膜的玻璃化转变温度时,小分子受体会发生运动,形成微米尺度聚集体,导致OSC器件性能衰减。鉴于此,本论文在活性层中引入具有高玻璃化转变温度(Tg)的绝缘聚合物聚苊(PAC),提高活性层的玻璃化转变温度,进而提升活性层形貌及OSC器件的热稳定性。主要结论如下:(1)向模型体系PTB7-Th:EH-IDTBR中引入少量PAC,研究PAC的引入对活性层及光伏器件热稳定性的影响。由于PAC与受体材料具有较高的相容性,少量PAC可以有效地限制受体分子在高温下发生运动,抑制受体分子的结晶,从而使活性层形貌及光伏器件的热稳定性显著提高。在150 oC下连续加热24小时,添加10 wt%PAC的PTB7-Th:EH-IDTBR薄膜形貌未发生明显变化,而未添加PAC的PTB7-Th:EH-IDTBR薄膜中则可以观察到微米尺度的晶体。在150 oC下连续加热~800小时,添加10 wt%PAC的光伏器件的PCE仍然可以保持在其初始值的85%以上。而对于未添加PAC的活性层薄膜,在150 oC下连续退火~300小时,器件效率便迅速衰减到初始值的~40%。(2)将PAC引入到其它OSC共混体系,如PM6:Y6、PTB7-Th:IT-4F、P-2T:PC71BM和PTB7-Th:PC71BM,器件的热稳定性获得大幅提升。在150 oC下连续加热144小时,添加10 wt%PAC的PM6:Y6光伏器件效率仅衰减了12%,而未加PAC的光伏器件效率衰减了49%。对于PTB7-Th:IT-4F体系,150 oC下连续加热72小时,添加5 wt%PAC的PTB7-Th:IT-4F光伏器件效率仅衰减了24%,而未加PAC的光伏器件效率衰减了42%。对于P-2T:PC71BM体系,120 oC下连续加热48小时,添加10 wt%PAC的P-2T:PC71BM光伏器件效率仅衰减了33%,而未加PAC的光伏器件效率衰减了95%。对于PTB7-Th:PC71BM体系,150 oC下连续加热48小时,添加10%PAC的PTB7-Th:PC71BM光伏器件效率仅衰减了63%,而未加PAC的光伏器件效率衰减了95%。该结果表明,引入高Tg绝缘聚合物在提升OSC器件稳定性方面具有较为广泛的适用性。
其他文献
雾的形成会降低透明材料的清晰度,制备亲水性防雾涂层是常用的防雾手段,以聚乙烯醇(PVA)为原料制备的亲水性涂层在防雾方面有良好的应用,但仍存在涂层低温结霜等问题。PVA因其具有冰重结晶抑制活性,有研究表明,PVA水凝胶体系中添加海藻糖(Tre)可以增强其水合作用,且海藻糖具有良好的抗冻性能。本文制备了Tre接枝改性PVA,以提高PVA涂层防霜性能,同时应用到红细胞的冷冻保存。通过接枝聚合反应制备了
近年来锂离子电池安全事故频发,使其在大型储能领域的应用受到了限制。为了解决这一问题,水系锌离子电池作为一种理想的绿色电池体系成为了研究的热门领域。本论文以具有大间距层状结构的V2O5为研究对象,对其进行部分氮化和阳离子掺杂,改善了V2O5自身导电性差以及锌离子存储困难的问题,最大程度提升其电化学性能。文中系统地研究了材料的微观形貌,物相组成,以及作为水系锌离子电池正极材料的电化学性能。首先通过水热
随着人们对于环境可持续发展的日益重视,利用生物基来源、可堆肥降解的高分子材料替代部分不可降解高分子材料成为科学家们研究的一个主要热点。作为一种典型的生物来源的环境友好型高分子材料,聚乳酸(PLA)材料具有很多的优良特性,包括良好的生物相容性、高强度、高模量以及优异的光学透明性。但由于其玻璃化转变温度较高,耐冲击强度低、柔性和弹性差、脆性较大,使PLA的应用领域受到很大限制,因而要对PLA材料进行增
以锂和钾为代表的碱金属负极由于具有极高的理论比容量(Li:3860 m Ah g-1,K:685 m Ah g-1),极低的氧化还原电位,有望替代目前商业电池中低容量的石墨负极,具有非常可观的发展前景。然而,在充放电过程中,碱金属负极表面不均匀的离子流容易引起金属不均匀沉积,造成不可控的枝晶生长,使电池产生安全隐患。为了解决这些问题,实现碱金属负极在高比容量电池中的实际应用,重点在于调控金属离子的
在脑肿瘤治疗中,血脑屏障(BBB),血脑肿瘤屏障(BBTB)的存在以及化疗药物引起的组织毒性仍然对有效治疗神经胶质瘤的生物相容性药物递送系统提出了极大的挑战。PAMAM树状分子是高度支化的大分子,被视为球状蛋白质的合成生物模拟物,具有可控制的纳米尺寸,单分散性和较大的疏水性内腔,可用于封装疏水性药物,尤其是具有可定制的表面基团和功能。其独特的结构特征使其成为负载疏水性药物和结合靶向分子的理想药物载
糖尿病会造成活性氧(ROS)在心脏部位更严重的聚集,导致更为严重的炎症微环境环境,因而糖尿病患者的心肌梗死治疗对生物材料设计提出了更高的挑战。大量研究表明可注射水凝胶有希望成为治疗心肌梗死的一种新型材料,但是目前还未有针对于糖尿病患者心肌梗死的可注射水凝胶。因此,本文建立了一种可以逆转受损的糖尿病心肌微环境的多功能可注射水凝胶体系。首先,合成了超支化的聚(β氨基酯)(PAE-PBA),其富含丙烯酸
过氧化氢(H2O2),一种环境友好型的强氧化剂,其应用范围覆盖了从污水处理,工业漂白到化学合成和医疗消毒的各行业,其市场需求也使得过氧化氢的合成受到了广泛的关注。传统的过氧化氢合成方式为蒽醌法,但该方法有着能耗高,污染大,生产出的高浓度过氧化氢运输危险等问题。而电化学氧阴极还原合成过氧化氢作为一种理想的替代方法,有着无污染,原子利用率高,可现场合成等优点,因此引起了国内外研究学者的广泛关注。但是该
镁合金具有密度低、导热性好、抗冲击性好、比强度高、比刚度高和生物相容性好等特点,在汽车、军工、航空航天、生物医疗和3C行业等领域具有广阔的应用前景。电弧增材制造(wire arc additive manufacturing,WAAM)可以缩短复杂结构件制造周期,实现小批量快速制造。使用基于冷金属过渡(cold metal transfer,CMT)技术的WAAM方法进行镁合金零部件的制造,可以有
金属-空气电池和电催化分解水技术被认为是未来解决能源危机和环境污染的重要手段。其中,由于氧还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)、氧析出反应(oxygen evolution reaction,OER)和氢析出反应(hydrogen evolution reaction,HER)复杂的反应途径和较大的过电位导致其动力学反应过程缓慢,严重阻碍了金属-空气电池和电解水技
由于潜在的生物降解性、相容性以及良好的机械性能,近年来脂肪族聚酯受到了学术界和工业界的广泛关注。在合成聚酯的众多方法中,环氧烷烃和环酸酐的开环交替共聚(Ring opening alternating copolymerization,ROAC)由于其原子经济性、可控性良好、单体来源广泛等优点而备受关注。寻找高活性和优异选择性的催化体系一直是该领域的研究热点。基于此,本论文以市售的碱金属羧酸盐为简