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柔性有机太阳能电池与电化学储能器件

时间:2017-03-30 19:18:00作者:来源:



报告题目:柔性有机太阳能电池与电化学储能器件

人:魏志祥 研究员

报告时间:201741日上午10点

报告地点:基础科学大楼B253

个人简介:  

魏志祥 百人计划,杰青

国家纳米科学中心,研究员,博士生导师

地址:北京市海淀区中关村北一条11

电话:010-82545565Emailweizx@nanoctr.cn

l 教育和工作经历

1993.9-2000.7   西安交通大学本科, 硕士

2000.9-2003.7   中国科学院化学研究所博士

2003.7-2004.11  德国马普胶体界面研究所博士后

2005.1-2005.12  加拿大多伦多大学博士后

2006.1-现在     国家纳米科学中心 研究员,博士生导师(百人计划)

l 研究方向

主要研究领域为有机光电材料的自组装与柔性器件。希望通过深入研究自组装过程中非共价相互作用的作用机制,调节多种弱相互作用协同组装的过程,制备结构和性能可控的有机光电功能纳米材料;阐明从分子结构到微纳米结构,再到宏观结构中结构和性能的传递规律;开展有机微纳米结构在传感、太阳能电池和储能等柔性器件中的应用基础研究。

l 科研成果与荣誉

课题组的基础和应用基础研究近年获得多项科技部、基金委、中科院项目支持。近年来已在Nature Commun. J. Am. Chem. Soc.Angew. Chem. Int. Ed.Adv. Mater.等国际著名学术期刊上发表和接收SCI论文130 余篇,论文他引次数超过6000次。获中国化学会青年化学奖,国家杰出青年基金,北京市自然科学一等奖(排名第二),国家自然科学二等奖(排名第二),中科院青年科学家奖,第十四届中国青年科技奖,中青年科技创新领军人才等荣誉。

报告摘要:

具有导电和半导体特性的有机功能材料和器件是当前的研究热点之一,在能源、信息和传感等重要领域具有广阔的应用前景。有机功能材料的性能可以通过分子结构设计来调控,更与分子的聚集态结构密切相关。因此,实现多尺度、大面积可控组装结构对发挥有机功能材料独特的光电磁和电化学等方面的集合效应(Collective Effect)具有重要的意义。报告将围绕两部分内容阐述这一概念。

1)从控制纳米结构的成核和生长过程出发,我们发展了一种简便、可靠的化学和电化学方法,制备了大面积、高有序导电聚合物纳米线阵列。这种纳米结构阵列可以通过化学或电化学聚合的方法在不同基底上制备,从而为功能导向的材料设计和柔性储能器件的应用研究提供了巨大的空间。

2)有机太阳能电池一般利用电子给体与受体的二元共混体系作为活性层,如何通过分子设计实现给体和受体形成的本体异质结结构的有效调控,是该领域最重要的问题之一。同时,三元体系利用两种不同的给体材料与富勒烯受体(或一种给体与两种受体)共混作为活性层,两种给体材料通过协同效应拓宽活性层的吸光利用范围、优化活性层的形貌结构,有望大幅度提升有机太阳能电池的器件性能。通过本体异质结结构的调控,我们获得了光电转换效率超过11%的器件,并应用于大面积柔性太阳能电池的制备。

 

l 代表论文

(1)      D. Deng, Y. J. Zhang, J.Q. Zhang, Z.Y. Wang, L.Y. Zhu, J. Fang, B. Z. Xia, Z. Wang, K. Lu, W. Ma, Z. X. Wei, Fluorination-enabled optimal morphology leads to over 11% efficiency for inverted small-molecule organic solar cells, Nature Commun. 2016, 7, 13740.

(2)      L. Yuan, K. Lu, B. Z. Xia, J. Q. Zhang, Z. Wang, Z. Y Wang, D. Deng, J. Fang, L.Y. Zhu, Z. X. Wei, Acceptor End-Capped Oligomeric Conjugated Molecules with Broadened Absorption and Enhanced Extinction Coefficients for High-Efficiency Organic Solar Cells, Adv. Mater. 2016, 28, 5980.

(3)      Y.J. Zhang, D. Deng, K. Lu, J.Q. Zhang, B.Z. Xia, Y.F. Zhao, J. Fang, Z.X. Wei, Oligomeric Donor Material for High-Efficiency Organic Solar Cells: Breaking Down a Polymer, Adv. Mater. 2015, 27, 1071.

(4)      J. Q. Zhang, Y. J. Zhang, J. Fang, K. Lu, Z. Y. Wang, W. Ma, and Z. X. Wei, Conjugated Polymer−Small Molecule Alloy Leads to High Efficient Ternary Organic Solar Cells. J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 8176.

(5)      Y. J. Zhang, D. Deng, K. Lu, J.Q. Zhang, B.Z. Xia, Y. F. Zhao, J. Fang, Z. X. Wei, Synergistic Effect of Polymer and Small Molecules for High-Performance Ternary Organic Solar Cells, Adv. Mater. 2015, 27, 1071.

(6)      H. P. Wu, Q. Meng, Q. Yang, M. Zhang, K. Lu, Z. X. Wei, Large-area Polyimide/SWCNT Nanocable Cathode for Flexible Lithium-ion batteries. Adv. Mater. 2015, 27, 6504.

(7)      H. P. Wu, S. A. Shevlin, Q. H. Meng, W. Guo, Y. N. Meng, K. Lu, Z. X. Wei, Z. X. Guo, Flexible and Binder-Free Organic Cathode for High-Performance Lithium-Ion Batteries, Adv. Mater., 2014, 26, 3338–3343.

(8)      Q. H. Meng, H. P. Wu, Y. N. Meng, K. Xie, Z. X. Wei, Z. X. Guo, High-Performance All-Carbon Yarn Micro-Supercapacitor for an Integrated Energy System, Adv. Mater., 2014, 26, 4100–4106

(9)      W.J. Zou, Y. Yan, J. Fang, Y. Yang, J. Liang, K. Deng, J. L. Yao, Z.X. Wei, Biomimetic Superhelical Conducting Microfibers with Homochirality for Enantioselective Sensing, J.Am. Chem. Soc., 2014, 136, 578-581.