光电功能膜材料基础研究

由北京大学黄春辉等完成

    光电功能材料是目前材料科学的研究热点之一。该项目通过分子设计,围绕着光转化成电、电转化成光这两个紧密相连又有很强应用背景的研究课题,合成了二百余个光电功能分子材料,研究了它们的构效关系,并用原型器件的实验结果直接检验材料的性能,为相关材料的实际应用提供了大量可靠的基础数据。

    一、光电功能膜材料

    将二阶非线性光学材料的分子设计思想引入到有机光电转化材料的研究中,发现具有D-π-A结构的半菁染料和富勒烯衍生物都具有良好的光电转化性质,深入研究了构效关系,开发了一类性能优良的新型光电转化材料。还发现当将两个发色团通过恰当方式连接后(如烷基链),其光电响应比两个单发色团所产生的光电响应之和要大,并用纳秒、皮秒和飞秒等超快激光光谱技术对其机理进行了研究,成果以三篇论文连载在J.Phys.Chem.上。而后,将这些染料引入TiO2纳米晶太阳能电池中,拓展了光敏化剂的研究范畴,并用表面修饰的办法提高了染料敏化电池的许多重要指标,所组装的准固态染料敏化太阳能电池的转化效率达到了6%左右,从而使其向实用化迈进了一大步。

    二、稀土配合物的光致发光和电致发光

    率先开展了稀土功能超薄膜的研究,利用LB膜技术能在分子水平上控制膜厚,制成了平面光学微腔,同时观察到荧光强度增强和寿命缩短的介观物理现象,用实验证实了原子的自发辐射是可以通过外界环境改变加以调控。并将稀土配合物引入有机电致发光研究中,从改善配合物的光致发光效率、热稳定性、载流子传导性和成膜性入手,不断提高文献报道的关于稀土配合物电致发光器件发光效率的记录,大大缩短了稀土配合物电致发光器件进入实际应用的进程。

    该项目共发表115篇SCI论文,其中影响因子大于2.9的有45篇。项目工作被他人引用共620次,特别是美国权威刊物化学评论(Chem.Rev.)曾三次大篇幅引评了该项目的工作。专著《稀土配位化学》和《光电功能超薄膜》,受到了广泛好评。

 


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