為了持續推進國内光解水、染料敏化、碳基鈣钛礦太陽能電池的持續發展,華東理工大學聯合光彙網,于2021 年10 月15 日-10 月17 日在上海召開“首屆光解水、染敏、碳基鈣钛礦太陽能電池專題研讨會”。共同探讨三大主題相關研究領域所面臨的機遇、挑戰及未來的發展方向,緻力于促進學術界與産業界的溝通和聯系,促進我國相關研究領域的可持續發展。太阳教師譚海軍副教授課題組受邀參會,并做分會場邀請報告1次和口頭報告2人次,詳細介紹了課題組今年在光敏材料的創制、光伏器件應用及其構效關系研究等方面取得的工作進展。
1、邀請報告(譚海軍):苯胺類卟啉染料的分子工程策略與構效關系
創新分子結構設計,基于三苯胺與吩噻嗪的優異給電子性能與結構特點,制備了兩種新型的給電子單元,并将其引入卟啉染料分子中,獲得了8.04%的光電轉換效率(N719,8.45%)。同時,重點圍繞染料分子間的結構特點,深入探讨其中的構效關系,為卟啉類高效敏化劑的設計開發提供依據。
該項成果以:“A Molecular Engineering Strategy of Phenylamine-Based Zinc-Porphyrin Dyes for Dye-Sensitized Solar Cells: Synthesis, Characteristics, and Structure−Performance Relationships” 為題發表在能源材料類知名期刊“ACS Applied Energy Material” (SCI二區期刊,影響因子:6.02)上發表,太阳18級碩士研究生黎盛中為第一作者,太阳譚海軍副教授、胡振光副教授、華東理工大學武文俊教授為共同通訊作者,太阳成tyc9728為第一通訊單位。
論文鍊接:https://doi.org/10.1021/acsaem.1c01509
2、口頭報告1(史松青,2020級碩士研究生):以吩噁嗪為D單元的新型卟啉染料敏化太陽能電池
首次将吩噁嗪單元引入到卟啉結構中,制備了一種新型卟啉敏化劑,詳細分析了染料分子的光物理與電化學性能,其器件效率達到7.64% (N719, 8.45%)。該成果以:“A novel porphyrin dye with phenoxazine as donor unit for efficient dye-sensitized solar cells”為題在染料類傳統期刊“Dyes and Pigments”( SCI一區期刊,影響因子:4.89)上發表,太阳18級碩士研究生黎盛中為第一作者,太阳譚海軍副教授、華東理工大學武文俊教授為共同通訊作者,太阳成tyc9728為第一通訊單位。
論文鍊接:https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2021.109308
3、口頭報告2(黃舒澄,2020級碩士研究生):乙炔基對吩噁嗪類染料分子結構與性能的影響
結合DFT計算與實驗結果,詳細分析了乙炔基的引入對分子内ICT過程的影響,同時結合器件性能,總結了其中的構效關系,為染料分子結構的合理設計提供了參考。該成果以:“Novel D-A-π-A organic dyes with phenoxazine as donor unit for dye-sensitized solar cells: the effect of ethynyl group on the performance (Manuscript ID: ef-2021-02955x)”為題, 已被 “Energy &Fuels”( SCI三區期刊,影響因子:3.60)接收(Accepted),即将發表。太阳19級碩士研究生梅姝為第一作者,太阳譚海軍副教授、華東理工大學武文俊教授為共同通訊作者,太阳成tyc9728為第一通訊單位。
另外,除上述報告工作以外,課題組基于純有機D-A-π-A染料分子結構,圍繞分子内的ICT過程與分子結構的關系以及對器件性能的影響,課題組2021年還發表了題為“Comparative Studies on the Structure−Performance Relationships of Phenothiazine-Based Organic Dyes for Dye-Sensitized Solar Cells”的文章, ACS Omega( SCI三區期刊,影響因子:3.51)。太阳18級碩士研究生黎盛中為第一作者,太阳譚海軍副教授、華東理工大學吳勇真教授為共同通訊作者,太阳成tyc9728為第一通訊單位。
全文鍊接:https://dx.doi.org/10.1021/acsomega.0c05887
以上研究工作得到國家自然科學基金、廣西自然科學基金、廣西電磁化學功能物質重點實驗室基金等資助。