science >> Wetenschap >  >> Chemie

Vooruitgang in gefuseerde-ringelektronenacceptoren

De structuur van ITIC en toepassingen van FREA's. Krediet:College of Engineering, Peking Universiteit

Van 1995-2015, Fullereenderivaten waren de dominante elektronenacceptoren in organische zonnecellen (OSC's) vanwege hun prestatiesuperioriteit ten opzichte van andere acceptoren. Echter, de nadelen van fullerenen, zoals zwakke zichtbare absorptie, beperkte afstembaarheid van elektronische eigenschappen en morfologische instabiliteit, verdere ontwikkeling van OSC's in de richting van hogere efficiëntie en praktische toepassingen beperken. Daarom, de ontwikkeling van nieuwe acceptoren voorbij fullerenen is urgent op het gebied van OSC's.

Professor Zhan Xiaowei van het College of Engineering aan de Universiteit van Peking is een van de pioniers die zich bezighouden met de ontwikkeling van nonfullereenacceptoren in de wereld. In 2007, De groep van Zhan was een pionier op het gebied van polymeeracceptoren op basis van peryleendiimide. in 2015, ze vonden het stermolecuul ITIC uit en stelden het concept voor van de gefuseerde-ringelektronenacceptor (FREA). Vervolgens, ontwikkelden ze een verscheidenheid aan moleculaire ontwerpstrategieën, moduleerde de moleculaire eigenschappen door middel van engineering op kernen met gesmolten ringen, π-bruggen, eindgroepen en zijketens, en onthulde de structuur-eigenschap relaties. Ze vonden nieuwe apparaatfysica en fotofysica in FREA's, verschillend van fullerenen. Ze fabriceerden hoogwaardige OSC's en FREA-perovskiet hybride cellen. De chemische eigenschappen, fysieke kenmerken en apparaatkenmerken van FREA's verschillen van traditionele fullerenen. Dankzij de uitvinding van FREA, OSC's hebben ongekende doorbraken bereikt met een efficiëntie van meer dan 18% in 5 jaar. FREA brengt een revolutie voor het OSC-veld en luidt de komst van het nonfullereen-tijdperk in.

FREA's zijn ook op andere gebieden gebruikt, zoals perovskiet-zonnecellen, kwantumpunt zonnecellen, het zonnewater verdelen, fotodetectoren, veldeffecttransistoren, twee-foton absorptie, fotothermische therapie, enz. FREA's hebben over de hele wereld brede aandacht getrokken:meer dan 150 groepen gebruiken FERA's in OSC's, meer dan 50 groepen gebruiken FREA's op andere gebieden, en meer dan 10 bedrijven verkopen FREA's. Vandaag de dag, FREA is een nieuw en hot veld onder leiding van Chinese wetenschappers en wereldwijd gevolgd.