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基本信息

項(xiàng)目名稱(chēng)：
太陽(yáng)光誘導(dǎo)的綠色制備n-型有機(jī)半導(dǎo)體材料及其在光電器件中的應(yīng)用
小類(lèi)：
能源化工
簡(jiǎn)介：
針對(duì)目前利用綠色環(huán)保的太陽(yáng)光能進(jìn)行有效的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的研究日益受到人們的關(guān)注，在此我們發(fā)現(xiàn)了一種利用綠色環(huán)保的太陽(yáng)光能高效催化合成螺芴二苯并吖啶類(lèi)材料，此類(lèi)材料為一種新穎的在日光下反應(yīng)合成的n-型有機(jī)半導(dǎo)體材料，其在有機(jī)薄膜晶體管、有機(jī)電致發(fā)光、尤其是在有機(jī)光伏太陽(yáng)能電池受體材料中有著巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。
詳細(xì)介紹：
針對(duì)目前利用綠色環(huán)保的太陽(yáng)光能進(jìn)行有效的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的研究日益受到人們的關(guān)注，在此我們發(fā)現(xiàn)了一種利用綠色環(huán)保的太陽(yáng)光能高效催化合成螺芴二苯并吖啶類(lèi)材料，此類(lèi)材料為一種新穎的在日光下反應(yīng)合成的n-型有機(jī)半導(dǎo)體材料，其在有機(jī)薄膜晶體管、有機(jī)電致發(fā)光、尤其是在有機(jī)光伏太陽(yáng)能電池受體材料中有著巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。

作品圖片

  • 太陽(yáng)光誘導(dǎo)的綠色制備n-型有機(jī)半導(dǎo)體材料及其在光電器件中的應(yīng)用
  • 太陽(yáng)光誘導(dǎo)的綠色制備n-型有機(jī)半導(dǎo)體材料及其在光電器件中的應(yīng)用

作品專(zhuān)業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

1.發(fā)明目的、基本思路及作品設(shè)計(jì)： 針對(duì)目前利用綠色環(huán)保的太陽(yáng)光能進(jìn)行有效的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的研究日益受到人們的關(guān)注，在此我們發(fā)現(xiàn)了一種利用綠色環(huán)保的太陽(yáng)光能高效催化合成螺芴二苯并吖啶類(lèi)材料，此類(lèi)材料為一種新穎的在日光下反應(yīng)的n-型有機(jī)半導(dǎo)體材料，其在有機(jī)薄膜晶體管、有機(jī)電致發(fā)光、尤其是在有機(jī)光伏太陽(yáng)能電池受體材料中有著巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。 2.創(chuàng)新點(diǎn)： 節(jié)能減排是目前的重要任務(wù)，日光反應(yīng)將充分利用太陽(yáng)光能將其轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，該類(lèi)反應(yīng)的探索有利用改變當(dāng)今化學(xué)污染等問(wèn)題，采用此方法合成的有機(jī)螺芳環(huán)半導(dǎo)體材料在有機(jī)電子及有機(jī)光伏太陽(yáng)能電池領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景，是下一代顯示材料的重要基礎(chǔ)、也有望在太陽(yáng)能電池材料方面有所突破。 3主要技術(shù)指標(biāo)為：有機(jī)太陽(yáng)能電池中主要為光電轉(zhuǎn)換效率，此類(lèi)新材料期望能達(dá)到有機(jī)材料中的中等水平，即PCE約為2%，作為電致紅光發(fā)光器件，熒光發(fā)射為600nm左右。

科學(xué)性、先進(jìn)性

科學(xué)性、先進(jìn)性：第一、本作品在第一步中采用“一鍋法”高產(chǎn)率、高選擇性的合成了14-氫-螺芴二苯并吖啶類(lèi)產(chǎn)物，在此過(guò)程中巧妙實(shí)現(xiàn)了一步三鍵同時(shí)生成，體現(xiàn)了原子經(jīng)濟(jì)性。第二、在第二步反應(yīng)中利用太陽(yáng)光能作為化學(xué)反應(yīng)的直接驅(qū)動(dòng)力，體現(xiàn)了節(jié)能減排以及綠色無(wú)污染的綠色有機(jī)合成的理念。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

無(wú)

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

無(wú)

作品可展示的形式

實(shí)物、產(chǎn)品、現(xiàn)場(chǎng)演示、樣品

使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

1 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì) （1）便捷簡(jiǎn)易；低價(jià)高效； （2）有多種途徑可改變和提高材料光譜吸收能力，擴(kuò)展光譜吸收范圍，并提高載流子的傳送能力； （3）加工容易，可采用旋轉(zhuǎn)法、流延法大面積成膜，還可進(jìn)行拉伸取向使極性分子規(guī)整排列，采用LB膜技術(shù)在分子生長(zhǎng)方向控制膜的厚度； （4）容易進(jìn)行物理改性，如采用高能離子注入摻雜或輻照處理可提高載流子的傳導(dǎo)能力，減小電阻損耗提高短路電流； （5）可降解，對(duì)環(huán)境的污染小。 2 適用范圍 此材料可應(yīng)用于太陽(yáng)能電池和電致紅光發(fā)光材料。 3應(yīng)用及前景： （1）與傳統(tǒng)硅電池相比，有機(jī)太陽(yáng)能電池更輕薄，在同等體積的情況下，展開(kāi)后的受光面積會(huì)大大增加。 （2）電致紅光材料將成為新一代顯示不可或缺的材料。紅光材料可以做紅光發(fā)光二極管，紅光激光器等應(yīng)用，也可用來(lái)調(diào)制光的三基色 （3）以視頻眼鏡和隨身影院為重要載體的頭戴式顯示器得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。

同類(lèi)課題研究水平概述

1 傳統(tǒng)的制備螺芳環(huán)類(lèi)的方法 一般采用成本較高的鄰鹵二芳基為原料，通過(guò)3步反應(yīng)才能得到螺環(huán)化合物，分別為第一步與金屬鎂或者與鋰試劑反應(yīng)，生成相應(yīng)的金屬化物，第二步水解生成叔醇，再與芴酮類(lèi)發(fā)生付克反應(yīng)，制備得螺芳環(huán)結(jié)構(gòu)單元。其反應(yīng)步驟多，操作復(fù)雜，多次分離排放廢棄物較多，且多步反應(yīng)產(chǎn)率較低。而本作品中我們采用了一鍋法，巧妙的一步合成三鍵，大大降低操作步驟，提高產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本并且保護(hù)環(huán)境。 2 近年來(lái)對(duì)于n-型有機(jī)半導(dǎo)體材料研究非常活躍，因?yàn)槠渚哂辛己玫慕邮茈娮雍蛡鬏旊娮拥哪芰?，因此它被廣泛應(yīng)用于有機(jī)薄膜晶體管、有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管、太陽(yáng)能電池材料以及超分子自組裝等前沿領(lǐng)域中。但現(xiàn)在研究的n-型有機(jī)半導(dǎo)體材料多為有機(jī)小分子、平面型的苝酰亞胺或其衍生物，在作為太陽(yáng)能電池的受體材料中，它與研究較成熟的球形的C60或其衍生物無(wú)機(jī)材料相比轉(zhuǎn)換效率低很多。所以我們?cè)诖搜芯恳环N具有十字交叉結(jié)構(gòu)的螺芳環(huán)化合物作為太陽(yáng)能電池受體材料具有重要意義，對(duì)有機(jī)太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有巨大的推動(dòng)作用。
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