我系田瑞军课题组在《自然》发表文章 国际顶级学术期刊Nature报道了南方科技大学化学系副教授田瑞军团队与美国Salk研究所Tony Hunter院士团队针对胰腺癌的功能蛋白质组学研究工作。
南科大化学系谭斌团队《科学》发表研究成果 南方科技大学化学系教授谭斌团队在国际顶尖学术期刊《科学》(Science)上以长文的形式在线发表了论文。解决了近60年来合成化学家一直挑战的科学难题
2018年国家杰出青年科学基金获得者谭斌教授 近日,国家自然科学基金委员会公布2018年度国家杰出青年科学基金评审结果,南方科技大学化学系谭斌教授获得资助。
化学系张绪穆课题组在《美国化学会志》再次发表论文 近日,我校化学系讲座教授张绪穆课题组再次在国际顶尖化学期刊《美国化学会志》 (J. Am. Chem. Soc., IF = 14.357)上发表论文。
化学系何凤课题组在《Joule》上发表重要研究成果 近日,我校化学系副教授何凤课题组在聚合物太阳电池领域取得重要研究进展,该成果发表在著名国际期刊Cell 旗下姐妹刊《Joule》
何凤课题组在《自然通讯》上发表重要研究成果 近日,我校化学系副教授何凤课题组在聚合物二维超分子自组装领域上取得重要研究进展,该成果发表在著名国际期刊《Nature Communications》(影响因子12.124)
徐晶课题组在《德国应用化学》发表VIP论文 该论文同时被该期刊选为VIP(Very Important Paper)与封底论文(Back Cover)。恰逢中国春节,该封底设计为中国传统窗花形式,嵌入Astellatol分子三维结构、福字和南科大Logo,充满节日喜庆气氛。
南科大化学系本科生在《德国应用化学》发表论文 近日,我校化学系本科生陈伟豪(第一作者,我校13级本科生,2017年毕业)及陈阳(我校15级本科生)在国际顶尖化学期刊《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.)上发表论文。

2019-03-19     科研新闻


我系本科生钟筱蔚在国际知名期刊发表有关氯取代给体聚合物的一作论文

近日,我校化学系本科生钟筱蔚以第一作者在聚合物领域知名期刊Macromolecules(《大分子》,自然指数期刊)上发表关于聚合物太阳能电池的最新研究成果,题为“Synergistic Effect of Chlorination and Selenophene: Achieving Elevated Solar Conversion in Highly Aggregated Systems”,化学系何凤副教授为本文通讯作者。

  有机太阳电池因其具有低成本制备,轻质量和可大面积溶液加工等优点受到广泛关注。研究者通常通过优化分子结构来调节材料体系的能级分布和薄膜形貌以提升器件性能。在聚合物中引入硒酚单元可以提高结晶性,但对应材料往往开路电压比较低。氯原子取代被证明可以有效地调节能级结构和分子堆积从而提升光电转换效率。该研究通过协同硒酚单元和氯取代噻吩来研究形貌和堆积对太阳能电池器件的性能影响,设计了聚合物PBT3TClSe和PBT3TSe。器件数据表明,氯取代使得开路电压有一定的提升同时保持着相对较高的短路电流,从而获得了较高的光电转换效率。进一步的表征数据发现,虽然氯取代和硒酚的结合引起了高度聚集,一般认为会阻碍激子分离引起双分子淬灭从而影响器件性能。但因为氯原子的空3d轨道有吸引π电子和孤电子对的能力,引起的较强的分子间作用缩短了分子间距离,从而利于电荷传输,器件性能整体得到提升。因此高聚集状态的活性层不一定导致器件性能下降,协同引入氯原子和硒酚可以有效地提高太阳能电池转换效率。

图文解析:


图1. 聚合物合成路线



图2. 聚合物能级和差示扫描量热法(DSC)对聚合物的表征

氯取代PBT3TClSe分子的HOMO能级降低是开路电压提高的关键。根据依数性对DSC数据的分析可得出相对PBT3TSe而言,氯取代的PBT3TClSe和PC71BM有更高程度的混合。



图3, 原子力显微镜(AFM)图和投射电子显微镜(TEM)图

AFM和TEM图都表明PBT3TClSe:PC71BM有着更强烈的聚集。


图4,聚合物混合膜的掠入射广角X射线谱(GIWAXS)


  GIWAXS谱图表明,PBT3TSe有着高比例的“面朝上”取向,有利于电荷在电极间传输,而PBT3TClSe则相对没有主要的取向,但有着更短的分子距离,同样利于电荷传输,因而保持着较高性能。


  该项研究得到国家自然基金委员会、深圳市科创委员会基础研究学科布局项目、南方科技大学启动经费与深圳市格拉布斯研究院经费的支持。同时也感谢美国阿贡国家实验室陈伟教授提供的同步辐射测试合作。


论文链接:

https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/abs/10.1021/acs.macromol.8b02445



课题组介绍:南方科技大学何凤副教授课题组经过过去多年的不断努力,始终坚持通过精准控制分子弱相互作用调控材料结构形貌和性能的研究思路,分别通过氯原子的Cl-S、Cl-π等超分子相互作用调控有机光电材料分子的排列方式,构筑更加适合有机太阳电池器件的材料体系;同时利用共轭聚合物的π-π相互作用作为驱动力控制材料在不同维度上的生长速度,成功制备了二维方块胶束,并积极探索这些二维材料的电学行为响应。氯原子卤键等非共价相互作用对控制有机分子的排列和形貌具有决定性作用,不但可获得高度有序的材料体系,同时相应材料性能也可得到大幅提高,例如和本研究相关的氯取代给体聚合物效率就曾达到了富勒烯类太阳电池的世界一流水平,而且器件稳定性也得到了极大改善,引领了有机太阳电池领域对氯取代的重视和广泛研究。

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