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一类基于吡喃环的A-D-π-A型小分子受体材料及其应用
科技成果综合评价报告详情
科技成果综合评价报告
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成果名称
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所属单位
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联系人
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联系电话
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成果简介
该成果属于有机光伏太阳能电池领域,具体涉及一类基于吡喃环的A D π A型小分子受体材料及其应用。以吡喃环为强电子给体(D)单元,噻吩或二噻吩环戊二烯为π桥,氰基茚酮衍生物为强电子受体(A)末端单元,吡喃环的引入可有效地增加材料的溶解性、拓宽了吸收、保证活性层具有良好的相分离,有利于提升太阳能电池的短路电流。将聚合物给体材料(PBDB T)与此类小分子受体材料共混作为活性层,应用于溶液加工型聚合物太阳能电池,能量转换效率达到了14.37%。本发明实现了基于吡喃环桥联的小分子受体材料在聚合物太阳能电池中的高效能量转换。
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创新水平
关键共性技术
前沿引领技术
现在工程技术
颠覆性技术
其他
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技术进度
新设备或新装置
样机原理
工程样机
中试原型机
产业化
新材料或新技术
实验室阶段
工程化阶段
产业化阶段
技术成果
专利
奖项
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产品方向
有多个应用方向
有一个应用方向
没有应用方向
无法判断
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市场空间
需求前景巨大
需求前景较大
需求前景一般
无法判断
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成本竞争
优势明显
优势一般
没有优势
无法判断
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政策影响
政策鼓励
政策限制
政策淘汰
无法判断
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市场周期
进入期
成长期
饱和期
衰退期
无法判断
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转化周期
近期可控(1年内)
周期较长(2年内)
很难转化(3年起)
无法判断
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科技成果的创新基因评价
该成果发明人:刘煜 卢颖熠 周忠鑫 徐永川 朱卫国 常州大学坐落于经济发达、人文荟萃的江南历史文化名城——江苏省常州市。学校始建于1978年,原名为南京化工学院无锡分院、常州分院,是一所在我国改革开放之初创办的省属全日制本科院校。1981年经国务院批准,正式定名为江苏化工学院。1984年实行江苏省人民政府和中国石油化工总公司联合办学机制,1992年正式成为中国石油化工集团公司(原中国石油化工总公司)管理的部属院校,并更名为江苏石油化工学院。2000年起,学校实行中央与地方共建、以江苏省管理为主的管理体制,2002年更名为江苏工业学院。2010年,经教育部批准更名为常州大学。2011年,江苏省人民政府与中国石油天然气集团公司、中国石油化工集团公司、中国海洋石油总公司签署共建常州大学协议。历经三十六年的建设和发展,学校成为一所以工学、理学、管理为主、多学科协调发展、具有“产学研”合作办学特色的普通高等院校。该项成果属于新发明,项目投入时间短,投入资金量小。该成果产品化商业化的材料采购成本与生产成本均可控,与同类产品相比有明显的竞争优势。
不少于150字
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科技成果的技术亮点评价
该成果旨在提供一类全新的、结构简单的小分子受体材料。基于吡喃环的 A-D-π-A型小分子受体材料合成路线简单、产率高、成本低、稳定性好;吡喃 环的引入,能有效地增加材料溶解性、拓宽吸收、保证活性层具有良好的相分 离,提高聚合物太阳能电池的短路电流的作用。π桥具有扩展分子的共轭平面, 有利于拓宽吸收光谱、降低禁带宽度,有效地调控分子的光谱与能级的作用。 整个A-D-π-A型的不对称结构的分子具有较高偶极矩差和介电常数,有利于分 子面向面取向,降低激子束缚能,提升激子解离和电荷传输,从而使分子的载 流子迁移率提升。
不少于150字
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科技成果的应用市场评价
近年来,随着人类社会赖以生存的化石能源面临枯竭,环境污染日益严重, 高耗能低能效的能源利用已经无法满足未来经济发展的需要。建立高效资源利 用、降低能耗、保护生态环境和有效控制温室气体,开发出清洁、可持续发展 的新能源显得尤为迫切。而有机太阳能电池(Organic Solar Cells,OSCs)由于 具有材料来源广、质量轻、成本低、可溶液加工、柔性半透明、可大面积制造 等优点,是继硅基太阳能电池之后,近二十年来太阳能开发利用的一个重要研 究方向。 在本体异质结有机太阳能电池中,性能优异的光活性层是获得高效率有机 太阳能电池的关键材料,它主要由给体材料和受体材料组成。经过几十年的研 究,给体材料和富勒烯电子受体材料获得了迅速发展,大量性能优异的小分子、 聚合物给体材料和一些富勒烯衍生物受体材料被开发出来;新兴的非富勒烯受 体材料近年也得到了快速发展,形成了小分子和聚合物两大类非富勒烯受体材 料。 2015年,占肖卫教授课题组开创性提出A-D-A型“梯形稠环电子受体” 新理念,开发出了窄带隙和高电子迁移率非富勒烯电子受体ITIC,并与宽带隙 给体聚合物PTB7-TH共混,获得了PCE为6.8%的非富勒烯有机太阳能电池(NF-OSCs)。但这些基于刚性稠环梯形核SMAs的分子结构相对复杂,往往需要 通过化学键的联稠合,合成步骤繁杂、纯化难度大、成本高等关键问题严重制 约了其规模化合成和大规模器件制备。
不少于150字
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评价专家组综合意见
该成果属于有机光伏太阳能电池领域,具体涉及一类基于吡喃环的A-D-π -A型小分子受体材料及其应用。该技术创新性很强,且技术成熟,投资回报比较可靠。总体而言,该项技术思路方向很好,未来市场空间较大,有利于当前政策要求,转化成熟度高,值得支持推广。建议强化相应产品开发,加大产业链开发力度。
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