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富勒烯基中间层用于打破有机太阳能电池中的能量壁垒
摘要： 有机太阳能电池（OSCs）具有重量轻、柔韧性好且易于溶液加工的特点，因而在大面积器件制备方面具有优势。电极与有机活性层之间的中间层材料是器件制备的关键要素。近年来，可溶液加工的富勒烯衍生物作为太阳能电池应用中的高效电极中间层材料受到了广泛研究。在这篇小综述中，我们总结了近期将富勒烯衍生物用作OSCs中间层的研究进展。这些实例包括从小分子到聚合物、再到有机复合材料或有机/无机杂化材料的富勒烯中间层。我们重点介绍了开发基于富勒烯的中间层的全面努力，并阐述了这些材料作为空穴异质结（BHJ）OSCs中阴极中间层的多种功能。我们的目的是描述目前对OSCs中富勒烯中间层的理解、最新进展和突出问题，并提出未来潜在的方向和机遇。
关键词： 富勒烯、夹层、有机太阳能电池、表面改性、界面工程
更新于2025-09-23 15:19:57
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[2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC） - 美国伊利诺伊州芝加哥（2019.6.16-2019.6.21）] 2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC） - 基于富勒烯与非富勒烯的有机太阳能电池在环境条件下的降解机制研究
摘要： 溶液法制备的有机太阳能电池（OSC）已成为一种具有低成本发电潜力的光伏技术。然而，稳定性差仍是制约其未来应用亟待理解和解决的问题。本工作研究了富勒烯基与非富勒烯基两种有机太阳能电池的空气稳定性。结果表明，这两类器件的降解机制存在显著差异：通过Urbach能量表征的EQE测试显示，富勒烯基OSC的空气降解主要源于其能量无序度的增加；而光致发光（PL）测试则表明非富勒烯基OSC的降解主要源于电荷解离与能量转移能力的衰退。因此，未来需针对不同类型OSC制定差异化的稳定性提升策略。
关键词： 非富勒烯、空气稳定性、降解机制、富勒烯、有机太阳能电池
更新于2025-09-23 15:19:57
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电场定向组装富勒烯晶体棒形成层级薄膜
摘要： 具有理想材料特性的纳米材料自组装需要在纳米至毫米尺度上实现精准控制。本研究通过结合共溶剂沉淀法与电场定向组装技术，实现了从纳米级到宏观尺度的C60与C70分级薄膜组装。采用混合有机溶剂与反溶剂异丙醇的种子共溶剂沉淀法培育富勒烯分子晶体，并根据注射体积、富勒烯类型及溶液浓度制备出不同长径比（1.7、2和3.7）的棒状结构。通过对二维受限的胶体富勒烯棒施加电场，诱导产生偶极力、介电泳力及电流变流体效应。当达到临界麦克斯韦-瓦格纳交叉频率时，介质中粒子的有效极化率显著降低引发相变，导致结构发生变化。根据电场强度、频率及受限条件，依次形成四重对称相、近晶相、中心矩形相及弦流体等部分有序相。
关键词： 胶体棒、电场、富勒烯、层级薄膜、自组装
更新于2025-09-22 20:47:53
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萘二酰亚胺和苝二酰亚胺——有机电子学中比富勒烯更优的替代品？
摘要： 二亚胺并苝类分子的LUMO能级与富勒烯高度相当，但该类分子通过芳香核的简单取代或环化形成扩展的π共轭骨架，既能调控HOMO和LUMO能级，又可调节相关带隙。本文重点综述了过去十年中有机薄膜/单晶场效应晶体管的载流子迁移率，以及小分子和聚合物化合物光伏性能方面的最突出成就。
关键词： 富勒烯、苝二酰亚胺、有机电子学、光伏性能、萘二酰亚胺、载流子迁移率
更新于2025-09-24 00:47:02
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具有超高面内热导率的石墨烯基聚合物复合材料：光热拉曼光谱法与激光闪光法的对比研究
摘要： 我们开发了一种简便的溶液混合与模塑工艺，用于将石墨烯纳米片（GNFs）掺入聚合物薄膜中。采用聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物（PVDF-HFP）和聚乙烯-甲基丙烯酸共聚物（PEMAA）制备样品。通过扫描电子显微镜确认了GNFs的取向与堆叠状态。采用两种方法测定复合材料导热系数：(1) 商用激光闪光法（测量热扩散系数α，需同步测定复合材料密度ρ与比热容Cp，通过公式κ=α·ρ·Cp计算面内导热系数）；(2) 自制光热拉曼（OTR）技术（直接通过激发功率与拉曼共振位置关系测定面内导热系数）?；谌投饶Ｐ头治隼馄资荩渲卸Ｐ退媒峁爰す馍凉夥ㄆ钚∮?0%，高度吻合。研究表明OTR光谱技术是测量碳基聚合物复合材料面内导热系数的有效手段。当GNFs掺杂浓度为20 wt%时，PVDF-HFP与PEMAA复合薄膜获得高达25 W m?1 K?1的面内导热系数。鉴于这些聚合物本征导热系数极低（<0.2 W m?1 K?1），该数值实现了约12400%的显著提升。? 2020 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2020, 137, 48927.
关键词： 纳米管、导电聚合物、富勒烯、石墨烯、热性能、复合材料
更新于2025-09-19 17:13:59
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具有增强光致发光和光伏特性的晶体富勒烯C<sub>70</sub>微管涡旋排列有序薄膜
摘要： 采用超声辅助液-液界面沉淀(ULLIP)技术在15°C下于1,2-二氯苯(DCB)溶解的富勒烯C70与异丙醇(IPA)界面制备出晶体富勒烯C70微管(FMTs)。通过下层水的涡流运动(亦称涡旋-朗缪尔-布洛杰特技术)，在气-水界面实现了FMTs的定向排列并制备出均匀薄膜。该定向排列的FMTs薄膜展现出增强的光致发光(PL)性能，其PL强度约为原始C70的5倍。此外，相较于随机取向的FMTs和旋涂法获得的原始C70薄膜，定向FMT薄膜表现出更优异的光伏特性。FMT薄膜紧密的定向排列和适当的表面覆盖率提升了光伏器件中的电荷传输性能。
关键词： 富勒烯、涡旋排列、光伏技术、纳米建筑学、ULLIP、气-水界面
更新于2025-09-19 17:13:59
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红外激光原位光谱研究揭示C60在室温下的压力诱导二聚化
摘要： 采用原位高压拉曼光谱和X射线衍射技术，在室温下研究了C60在高达16 GPa压力下的聚合与结构演变。使用830 nm激光成功消除了C60的光聚合现象——该现象在先前采用短波长激光作为激发源的研究中会干扰压力效应。研究发现面心立方(fcc)结构的C60因0.3 GPa时C60分子存在自由旋转迹象而转变为简单立方(sc)结构。室温条件下C60的压力诱导二聚化约发生于3.2 GPa压力点。本研究表明选择红外激光作为激发光源具有重要价值与优势。
关键词： 富勒烯、压力诱导、红外激光、聚合、拉曼
更新于2025-09-19 17:13:59
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三维共价有机框架中的分子识别与能带排列在共晶有机光伏中的应用
摘要： 共价有机框架（COFs）是由低成本分子构建单元组成的多功能功能材料。三维COFs的永久孔隙率、长程有序性和高比表面积使其能够通过超分子相互作用与其他材料共结晶。我们设计了一种新型基于次酞菁的3D共价有机框架（NEUCOF1），该框架能通过周期性球窝结合基元与富勒烯（C60）形成共晶体。NEUCOF1的高共晶表面积和长程有序性消除了有机光伏器件（OPVs）中比表面积与结构有序性之间的典型权衡。采用平面波密度泛函理论（PBE）对NEUCOF1及其与C60的共晶体进行结构优化并测定其电子能带结构。分子动力学（MD）模拟表明，促进NEUCOF1-C60共晶性的分散作用力在350K下仍保持稳定。0K和350K下的能带结构显示，激子向口袋束缚富勒烯的电荷转移存在0.27eV的驱动力。随后可在COF-C60给体-受体界面发生电荷分离，自由电子以0.20eV的驱动力转移至C60受体纳米线。
关键词： 富勒烯、亚酞菁、共结晶、密度泛函理论、分子动力学、共价有机框架、有机光伏
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于富勒烯杂化物的电子传输层提升钙钛矿太阳能电池的热稳定性
摘要： 富勒烯电子传输层（ETLs）的结构依赖性热稳定性及其对器件稳定性的影响多年来一直被低估?；诠步峋аЮ斫?，我们在此开发了一种由[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯（PCBM）和[6,6]-苯基-C61-丙基苯（PCPB）混合层构成的热稳定ETL。通过调节PCBM与PCPB的重量比来影响富勒烯衍生物的非共价分子间相互作用及堆积方式，我们获得了以20PCPB（在PCBM:PCPB混合物中添加20 wt% PCPB）ETL为基础的冠军器件，并在氮气氛围黑暗条件下85°C热老化500小时后展现出优异的热稳定性。本研究证明共结晶学可作为精确探究ETLs中富勒烯衍生物相互作用与聚集行为的工具，而混合富勒烯衍生物有望成为提升钙钛矿太阳能电池在高温工作环境下长期稳定性的ETL材料。
关键词： 富勒烯、电子传输层、共晶体、钙钛矿太阳能电池、热稳定性
更新于2025-09-19 17:13:59
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采用两种更高LUMO能级受体客体作为四元策略实现17.1%效率的有机光伏电池
摘要： 四元混合有机太阳能电池采用四种混合材料组分（一种给体加三种受体、两种给体和两种受体，或三种给体加一种受体）作为活性层材料。使用四种材料组分使我们能够拥有更多材料选择和机制方案来提升光子-电子转换效率。本研究展示了一种新型四元材料体系案例：通过在主体二元体系PM6:Y6中添加IDIC和PC71BM作为客体受体，实现了17.1%的转换效率。IDIC与PC71BM的最低未占分子轨道（LUMO）能级均高于Y6，这是该四元器件获得更高开路电压（Voc）的原因之一。引入IDIC和PC71BM作为受体客体后，空穴与电子迁移率均得到提升，从而促进了短路电流密度（Jsc）的增加。通过研究三种受体组分的重量配比效应发现：空穴与电子迁移率的提升、空穴传输过程的加速以及单分子复合的减少，是促使Jsc和填充因子提高的关键因素。该四元器件案例证明了四元策略在提升有机光伏器件性能及转换效率方面的适用性。
关键词： 小分子受体、有机光伏、四元太阳能电池、非富勒烯、富勒烯
更新于2025-09-19 17:13:59