Small Methods:呋喃及其衍生物单元应用在有机光伏材料的研究进展  

在过去的几十年中,有机太阳能电池(OSC)由于其低成本、重量轻、可柔性制备等优点而得到快速发展。随着有机半导体材料的不断开发,单结有机太阳能电池的能量转化效率(PCE)已超过18%。迄今为止,大多数优秀的光伏材料主要是以噻吩及其稠环衍生物为基本单元构造的,而呋喃类单元关注较少,其构成的材料效率仍滞后于噻吩类材料。然而,呋喃本身拥有一些独有的特性,比如更好的溶解性,更强的荧光特性,更强的醌式结构更易实现半导体分子体系中吸收的扩展,呋喃中氧原子半径要小于噻吩中硫原子半径,因此呋喃类材料具有比噻吩材料有更小的空间位阻,更易形成紧密的分子堆积,可以提高材料的电荷迁移率。除此之外,呋喃是一种丰富的可再生资源产品,含呋喃类分子可以从树木和蔬菜中提取,废弃的呋喃基材料可以通过金属催化脱羰反应转化为环境友好型材料。因此,利用含呋喃材料将有可能实现闭环生态工业的发展。

近日,北京航空航天大学的霍利军教授对近几年应用在有机光伏领域中的呋喃及其衍生物材料进行了总结,归纳了材料结构与性能之间的关系。在文章中,作者首先对呋喃及其衍生物结构进行分类,分别介绍了不同呋喃类单元的结构特点。随后在实例中总结了不同呋喃单元对分子结构和性能的影响,介绍了呋喃及其稠环衍生物材料的设计策略,结构优势,并对表征出的现象进行了综述。最后,作者对呋喃类材料在有机光伏领域的发展进行了展望。这篇综述系统的总结了近几年常见呋喃类单元在有机光伏领域中应用的文章,有助于读者了解呋喃类材料的特点,为以后呋喃类半导体材料的发展提供指导作用。

论文信息:

Recent Advances of Furan and Its Derivatives Based Semiconductor Materials for Organic Photovoltaics

Bing Zheng, Lijun Huo*

Small Methods

DOI: 10.1002/smtd.202100493

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smtd.202100493