高效非富勒烯受体材料的设计合成及性质研究
非富勒烯有机受体-共扼聚合物太阳能电池的研究
非富勒烯有机受体-共扼聚合物太阳能电池的研究非富勒烯有机受体/共扼聚合物太阳能电池的研究近年来，太阳能电池作为一种可再生清洁能源的利用方式，备受研究者的关注。
在太阳能电池中，有机聚合物作为可拓展、低成本的替代材料，逐渐取代了传统的无机材料。
而在有机聚合物中，非富勒烯有机受体/共扼聚合物体系因其优异的光电转换性能而备受瞩目。
非富勒烯有机受体/共扼聚合物体系以其高效的电荷传输、宽带隙以及可调制的分子结构等特点，被广泛应用于太阳能电池的研究中。
与传统的有机受体（如富勒烯）相比，非富勒烯有机受体的分子结构更加灵活多样，这使得其在吸光特性和电荷传输过程中具有更高的调控性。
同时，非富勒烯体系具有更大的共轭度、更低的带隙能量以及更好的光电转换效率，因此在太阳能电池中展示出了更好的性能。
与非富勒烯有机受体相结合的共扼聚合物是另一个关键因素。
共扼聚合物作为电子传输材料，能够提供更多的电子传输通道，从而有效提高太阳能电池的光电转换效率。
此外，共扼聚合物的添加还可以调控太阳能电池的膜形态，在形成连续的电荷传输通道的同时提高了载流子的迁移率。
在非富勒烯有机受体/共扼聚合物太阳能电池的研究中，除了合适的材料选择外，界面性质的优化也是提高效率的关键。
界面性质的优化可以通过调控过程和材料结构的方式来实现。
例如，通过合理的溶剂选择和处理方法，可以在材料之间形成紧密的接触，提高电子传输效率。
此外，界面材料的引入还可以增加电子传输通道的数量，优化载流子的迁移。
在材料的合成和器件工艺的改进上，目前还有一些挑战与瓶颈需要克服。
例如，非富勒烯有机受体的合成方法复杂，制备成本较高，还需要进一步降低材料成本。
此外，器件的稳定性和尺寸的可扩展性也需要进一步改进。
总结起来，非富勒烯有机受体/共扼聚合物太阳能电池的研究展示出了潜在的高效能源转换性能。
在材料的选择、界面性质的优化以及合成工艺的改进等方面，还存在着一些挑战和需求进一步解决。
通过持续的研究和不断的改进，相信非富勒烯有机受体/共扼聚合物太阳能电池将在未来成为一种重要的可再生能源转换技术综上所述，非富勒烯有机受体/共扼聚合物太阳能电池具有潜力成为一种高效的可再生能源转换技术。
一个飞速发展的领域:非富勒烯有机太阳能电池受体材料
一个飞速发展的领域：非富勒烯有机太阳能电池受体材料屈扬坤;周林;肖胜雄【摘要】Organic solar cells have been extensively investigated in the last decade because they are one of the very important so -lutions to the global energy crisis .While predominant electron acceptor materials for organic solar cell are focused on fullerene and its derivatives,scientists are now more desperately looking for new alternative acceptor materials because fullerene acceptors face the challenges of narrow absorption spectrum ,low solubility,high cost and non-environmental friendly synthesis processes .Non-fullerene electron acceptors have drawn great attention recently and have been widely used in organic solar cells because they have the great advantages of wide absorption spectrum ,high solubility ,precise structural controllability ,and good processability .In this review paper ,we summarize the most significant progresses in the area of non-fullerene organic solar cell acceptors during the last 6 years and we look forward to a bright future of non-fullerene organic solar cells .%有机太阳能电池作为解决能源问题的重要手段之一,2006年以来得到了深入的研究.其电子受体材料较多地局限在富勒烯及其衍生物领域,由于其光谱吸收窄、溶解性差、成本高、生产过程中环境不友好等问题,迫使科学家们寻找新的受体材料.近年来,非富勒烯电子受体材料吸引了科学家们的关注.非富勒烯受体材料的光谱吸收宽,溶解性好,结构可控,易加工等特点决定了其在有机太阳能电池领域有广泛的应用.综述了2011年以来非富勒烯有机太阳能电池受体材料领域的进展,并对其将来的发展进行了展望.【期刊名称】《上海师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(045)006【总页数】9页(P765-773)【关键词】有机太阳能电池;非富勒烯受体材料;非富勒烯有机光伏器件【作者】屈扬坤;周林;肖胜雄【作者单位】上海师范大学生命与环境科学学院,上海200234;上海师范大学生命与环境科学学院,上海200234;上海师范大学生命与环境科学学院,上海200234【正文语种】中文【中图分类】O756随着人类社会的不断发展与进步,能源问题与环境问题日益成为摆在人类面前的最大危机.为解决这一危机,科学家们研究发展了很多所谓“清洁能源”.而作为清洁能源中最有发展前景的能源,太阳能日益受到科学家们的关注与青睐.太阳能在不久的将来是最有希望替代化石能源的能源,其最大的优点在于无限的来源和对环境最小的危害.目前,最成熟的、已经商业化的太阳能电池主要是基于硅基材料的无机太阳能电池,但是其具有高成本,生产过程中有严重污染以及不宜制成柔性器件等缺陷.虽然无机太阳能电池具有高达40%的能量转换效率(PCE),但是由于上述缺陷,其常被人称为灰色能源[1-2].有机太阳能电池逐渐进入科学家们的视野.有机太阳能电池(OPVs)分为聚合物太阳能电池(PPVs)和小分子太阳能电池(SM-OPVs).目前,有机太阳能电池常用的结构如图1所示,即为体异质结太阳能电池(bulk-heterojunction solar cell).该种结构的优点在于电子给体材料(Donor)和电子受体材料(Acceptor)在活性层中充分混合,有利于激子的分离.最早的有机太阳能电池可以追溯到20世纪70年代末,柯达公司的Tang[3]使用铜酞菁和苝四酰二亚胺类有机材料组成有机太阳能电池,其效率仅为0.95%,与无机太阳能电池相差较远.随着科学技术的发展与进步,目前,有机太阳能电池的PCE已经超过10%,提高了10倍,特别是2011～2016年,有机太阳能电池蓬勃发展,效率从不到5%提高到10%以上[4].1992年,Sariciftci[5]等在Nature杂志上发表论文,发现将富勒烯(C60)与共轭聚合物充分混合,在光激发下,会发生超快光诱导电子转移现象.自此,富勒烯作为有机太阳能电池的受体材料得到了广泛的研究.2012年,Yang[6]等首次报道了富勒烯作为受体材料制作串联叠层OPV器件,得到PCE大于10%的聚合物太阳能电池.香港理工大学的颜河等[7]在2016年报道了一例基于富勒烯衍生物的单层体异质结OPV器件(PffBT4T-C9C13:PC71BM),其PCE达到11.7%.但是富勒烯及其衍生物具有光谱吸收窄、溶解性差、成本高、生产过程中环境不友好等问题,严重制约了有机太阳能电池的进一步发展.因此,发展其他类型的受体材料成为科学家们的目标.近年来,科学家们设计合成了多种多样的小分子受体材料,此类材料具有结构明确、可控性强的等特点,其光谱吸收可以通过调控其结构来进行调节.本文作者综述了2011～2016年非富勒烯有机太阳能电池的发展,并对其将来的发展进行了展望. 2011～2016年,非富勒烯有机太阳能电池领域发展迅速,本文作者以fullerene-free和non-fullerene为关键词在scifinder上查询,发现在2011～2016年这6年里,2011年有4篇相关文献,2012年没有相关文献,2013年6篇,2014年17篇,2015年31篇,2016年1～8月有38篇.可以发现,本领域的发展极其迅速.并且,非富勒烯有机太阳能电池的电池效率也迅速提高(图2).从图2中可以清楚的看到,非富勒烯有机太阳能电池的PCE从2011～2016年提高了一个数量级,已经达到商用太阳能电池的标准[1].可以预见,在不久的将来,非富勒烯有机太阳能电池将会走进千家万户,提供清洁无污染的电能.下面分别对几类新型非富勒烯有机太阳能电池受体材料的最新进展进行介绍.1.1 酰胺类电子受体材料由于羰基具有极强的拉电子作用,酰胺类材料具有明显的N型半导体材料的性质,在有机场效应晶体管领域被深入地研究.Tang[3]在20世纪七八十年代对这类材料的有机电子性能做出了开创性工作.那么能否将这类材料应用在有机太阳能电池受体材料领域呢？答案是肯定的.近年来研究最为深入的电子受体材料即为酰胺类电子受体材料,特别是萘四酰亚二胺(NDI)和苝四酰亚二胺(PDI)(图3).NDI和PDI具有4个羰基,拉电子效果明显,是良好的有机电子受体材料,并且可以通过修饰R基团以及苯环来改变其溶解性和光谱吸收,它们的稠环体系使得它们具有良好的π-π堆积性质,这对有机太阳能电池形貌学具有十分重大的意义.1.1.1 NDI类电子受体材料萘四酰亚二胺与苝四酰二亚胺相比,苯环上氢的空间位阻较小,能通过Stille偶联等反应与噻吩等具有优异电子性能的基团链接,并且能形成聚合物,这使得NDI能通过噻吩等基团桥联形成电子受体聚合物,并与聚噻吩等给体聚合物形成全聚合物有机太阳能电池(all-polymer organic solar cells).Yan[8]等在2009年发展了一种电子受体材料P(NDI2OD-T2),亦被称之为N2200(图4).Jung[9]等使用DTP-DPP)(图5)为电子给体材料,分别和PC71BM和P(NDI2OD-T2)混合制成有机太阳能电池,PCE分别达到6.88%和4.82%.这是截止目前,NDI类电子受体材料达到的非叠层OPV的最高PCE之一.另一个NDI类电子受体的例子是将NDI与两种不同的噻吩类化合物同时做Stille 偶联反应,得到三种不同的聚合物,其化学结构如图6所示.Li等[10]将这种混合物与PTB7-Th进行混合制备非叠层OPV,其PCE值达到4.86%.在非富勒烯电子受体的研究刚起步之时,科学家们大量使用P3HT和PTB7-Th等基于富勒烯及其衍生物发展的电子给体材料.随着研究的深入,科学家们开始根据非富勒烯的结构与性质,研究电子给体材料.Kim等[11]使用N2200与PDBTTT-C和PDBTTT(图7)CT两种聚合物给体材料制备全聚合物太阳能电池,发现由于这两张不同的聚合物有不同的侧链,导致其堆积方式不同,进一步导致器件的形貌不同,其PCE 值分别为1.56%和2.78%.这为进一步发展不同的给/受体材料提供了思路.1.1.2 PDI类电子受体材料PDI类电子受体材料是研究最为深入彻底的小分子电子受体材料.以PDI类材料制作的电池的PCE值,从Tang[3]于1985年得到的0.95%一直发展到Nuckolls等[12]于2015年得到的8.30%.PDI类材料何以吸引众多科学家的目光？简单地对其化学结构进行分析.如图3所示,PDI类材料可以使用不同的R基团,来调控其不同的溶解性和堆积性能,而湾位可以连接不同的取代基来调控其能级,并且可以通过共价键将PDI单元连接成寡聚物以增大其共轭程度,改变其吸收光谱.Nuckolls等[12]以溴取代PDI和反式-1,2-双(三丁基锡)乙烯为底物,通过Stille偶联反应连接成寡聚物,接下来通过Mallory 光环化反应,使其达到共轭结构,得到h-PDI(图8).将h-PDI与PTB7-Th制成体异质结太阳能电池,优化条件,得到最高的PCE值为8.30%.这是PDI类电子受体材料达到的最高PCE值之一.这种材料能达到较高PCE值的原因在于:首先,合适的R基团保证了其溶解性能;其次,共轭平面的扭曲和R基团共同限制了其堆积方式,使其能与PTB7-Th形成较好的共混程度,有利于激子的产生和分离.其后的研究也较多地关注于对共轭平面的破坏,减少堆积程度.另一种抑制PDI单元聚集的方式为在PDI单元中间用噻吩基团隔开,即“PDI-噻吩-PDI”模式.Yao[13]等设计了一种噻吩取代的苯并噻吩连接的PDI类电子受体材料(图9).与PBDTTT-C-T混合制成OPV器件,其最高PCE值达到4.03%,是当时PCE最高的非富勒烯有机太阳能电池.在上述结构中,噻吩单元与PDI单元是以单键的形式连接的,单键的旋转程度较大,不利于控制器件的形貌.Zhong等[14]将噻吩单元与PDI单元通过FeCl3氧化关环,2个PDI单元共轭成1个大平面,大幅度降低2个PDI单元之间的二面角,得到FPDI-T(图10).将FPDI-T与PTB7-Th混合制成OPV器件,PCE值达到6.72%,比未关环的PDI-T(3.68%)提高了近一倍.1.1.3 其他酰亚胺类电子受体材料酰亚胺类电子受体材料的电子性能十分优异,关键在于羰基的拉电子效应,科学家们将酰亚胺单元连接在一些其他基团上.Hwang等[15]将酰亚胺单元与稠环单元连接形成DBFI-EDOT(图11),然后将其与PSEHTT和PBDTT-FTTE混合,制成OPV器件,其PCE值达到8.52%.1.2 芴及其衍生物类电子受体材料芴类化合物由于其独特的结构,即刚性平面联苯结构,有着优异的光电性能,在电致发光(LED)等领域有广泛的应用[16].从结构上看(图12),芴类化合物的2、7、9位非常活泼,能引入很多修饰基团,这使得芴类化合物在很多领域有着潜在的应用前景,如有机电致发光(OLED)、生物传感等领域.芴类化合物有较高的化学稳定性和热稳定性,并且有较高的带隙能、空穴传输率和荧光量子产率.这意味着芴类化合物在OPV领域有广泛的应用.南开大学的陈永胜等以二辛基芴为核设计了一种DICTF[17]电子受体类材料(图13),辛基的引入提高了其溶解性,两端的噻吩取代基调整了其电子结构.将DICTF与PTB7-Th混合制成体异质结OPV,其PCE值为7.93%.北京大学的占肖卫等基于芴类化合物,设计发展了IEIC[18]和ITIC[19]类电子受体材料(图14).这两种化合物,特别是ITIC的设计合成综合体现了近年来科学家们对非富勒烯受体材料的理解.首先中心的稠环体系提供了较好的电子传输性能和基本的光电子性能,其次,两个芴类单元提供了化合物的溶解性,降低了自堆积趋势有利于形成较好的活性层形貌,最后,两端的强吸电子基团扩展了化合物的光谱吸收范围.这三个条件基本上涵盖了小分子电子受体材料的所有必须条件.占肖卫[18-19]等使用PTB7-Th分别与IEIC和ITIC复合,得到的OPV的PCE值分别达到了6.31%和6.8%,其中PTB7-Th:ITIC的6.8%是当时非富勒烯有机太阳能电池的最高纪录.中国科学院化学研究所的侯剑辉等[20]使用该组于2013年开发的给体材料PBDB-T(图15)与ITIC复合,得到PCE值为11.21%.这是目前为止,非叠层非富勒烯有机太阳能电池的最高纪录,这已经与聚合物:富勒烯太阳能电池的纪录11.7%[7]相差无几.这对于非富勒烯有机太阳能电池的研究者而言无疑是一个巨大的鼓舞.占肖卫等[21]在ITIC的基础上进一步发展了ITIC-Th(图16),即将侧链上的苯基替换为噻吩.与ITIC相比,ITIC-Th在近红外与可见光范围内的吸收更强,能级更低,电子迁移率更高.PDBT-T1:ITIC-Th的PCE值达到9.6%,这也接近有机太阳能电池商用标准(10%).1.3 苯并噻二唑类电子受体材料苯并噻二唑基团(图17)是平面刚性结构的,具有强烈的拉电子效应、较高的稳定性,能与给电子基团连接形成D-A型电子受体材料,这类电子受体材料具有低带隙、宽吸收的优点.常用的给电子基团为噻吩类基团,还可以直接用芴类基团进行修饰.Fu等[22]在F4TBT(图17)的基础上,制成寡聚物F4TBT4,与F4TBT相比,寡聚物的结构明确,相对较短的结构避免了聚合物中复杂的二级结构和三级结构,在P3HT:F4TBT4中,与P3HT:F4TBT相比,活性层的相分离效果更好,域的范围较大.在相同条件下,P3HT:F4TBT4的PCE值达到4.12%,是P3HT:F4TBT(1.86%)的2倍多.这为提高全聚合物太阳能电池提供了新思路.有机太阳能电池近几年来得到飞速的发展,无论是富勒烯及其衍生物类还是非富勒烯类有机太阳能电池的PCE均已超过商业化的标准(10%),而相对与富勒烯类有机太阳能电池,非富勒烯类有机太阳能电池的成本更低,吸收更宽,前景更好.之前研究人员对于非富勒烯太阳能电池并不十分重视,研究时所用给体材料基本沿用富勒烯类太阳能电池领域所发展的给体材料,但是近年来,越来越多地研究人员将注意力放在非富勒烯类电子受体材料上,也为针对这类材料发展了响应的给体材料. 理论化学家们也将目光投向了非富勒烯OPV这一领域.之前的理论研究更多的局限在带隙、能级差等领域,但是随着计算水平的提高,理论工作者已经开始对形貌进行动力学分析,而形貌优化对提高太阳能电池的效率有显著作用.目前,在基础研究领域,非富勒烯有机太阳能电池的研究热点在于:1)发展新型电子受体材料;2)活性层形貌对电池效率的影响;3)提高载流子分离传输速率;4)过渡层对电池效率的影响;5)卷对卷(roll-to-roll)生产模式的应用等.作者认为目前的研究要点在于基于形貌、载流子、过渡层的研究,发展一类合成简单(不超过3步)、符合绿色化学理念的电子受体材料.目前限制非富勒烯有机太阳能电池应用的主要因素为:1)稳定性差.非富勒烯OPV 在化学稳定性和光稳定性上的表现尚有提升空间;2)合成步骤多.从上文中可以看到,目前所研究的电子受体材料的结构比较复杂,需要多步合成,成本高,不利于工业生产;3)研究人员少.目前,大量的研究人员将着重点放在发展新型电子给/受体材料,并没有深入思考所研究的给/受体是否拥有工业化前景,仅仅将目标放在实验室条件下制备PCE较高的有机太阳能电池.虽然有种种问题,但是随着科学家们的深入研究,非富勒烯有机太阳能电池的商业化生产大有可为.【相关文献】[1] 贺庆国,胡文平,白凤莲.分子材料与薄膜器件 [M].北京:化学工业出版社,2010.He Q G,Hu W P,Bai F L.Molecular materials and thin film devices [M].Beijing:ChemicalIndustry Press,2010.[2] 纳尔逊.太阳能电池物理 [M].上海:上海交通大学出版社,2011.Nelson J.The physics of solar cells [M].Shanghai:Shanghai Jiao Tong University Press,2011.[3] Tang C W.Two-layer organic photovoltaic cell [J].Applied PhysicsLetters,1985,48(2):183-185.[4] Liu Y,Zhao J,Li Z,et al.Aggregation and morphology control enables multiple cases of high-efficiency polymer solar cells [J].Nature Communications,2014,5:5293.[5] Sariciftci N S,Smilowitz L,Heeger A J,et al.Photoinduced electron transfer from a conducting polymer to buckminsterfullerene [J].Science,1992,258(5087):1474-1476. 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骨架非稠合的非富勒烯受体
骨架非稠合的非富勒烯受体占肖卫【期刊名称】《物理化学学报》【年(卷),期】2019(035)004【总页数】2页(P351-352)【作者】占肖卫【作者单位】北京大学工学院材料科学与工程系,北京 100871【正文语种】中文相对于富勒烯类电子受体，新型非富勒烯受体具有吸光能力强，能级和结构可调等优点，对于提升有机太阳电池光电转换效率具有重要意义。
近年，基于稠环结构的电子受体(FREAs)受到了国内外研究者们最多的关注 1,2。
这一类分子具有良好的骨架平面性，高度离域的电子结构和强聚集倾向的末端基团有利于分子间的π-π堆积和电荷转移。
另外，基于FREAs体系的有机太阳电池能量损失也可以低至0.4-0.5 eV 3。
基于以上稠环结构的设计策略，科研人员设计并合成了许多稠环电子受体，所制备的有机太阳电池器件效率突破了 14% 4。
然而，我们注意到FREAs骨架通过化学键联稠合，往往需要涉及多步的化学反应，合成成本偏高。
并且目前各个课题组的研究方向更是在分子结构中并入了更多的芳环或者使用更复杂的稠环结构，其合成的难度还会成倍增大 5,6。
随着电池效率的不断提高，简化分子结构，降低合成成本对实现有机太阳电池的规模应用具有重要的应用价值。
浙江大学陈红征教授研究团队尝试简化FREAs的结构，提出采用非稠合环核作为构筑单元，利用分子内氢键构筑非富勒烯受体，成功制备了效率超过11%的有机太阳电池7,8，但其化学结构中仍包含了复杂的稠环结构。
如何使用巧妙的化学设计来避免复杂的稠环结构的使用，简化合成步骤，并且保留FREAs的优势，值得进一步研究。
最近，该团队进一步设计了一种结构简单的骨架非稠合的电子受体分子(ICTP)，中心骨架仅有一个苯环和两个噻吩环；同时利用该团队之前掌握的碳氢活化技术 9，简单高效地合成了目标产物，并成功将其应用到了有机太阳电池中。
该工作已在物理化学学报上在线发表(doi: 10.3866/PKU.WHXB201805091) 10。
基于[60]富勒烯的功能衍生物的合成及性质研究
![基于[60]富勒烯的功能衍生物的合成及性质研究](https://img.taocdn.com/s3/m/981028dcf71fb7360b4c2e3f5727a5e9846a2751.png)
基于[60]富勒烯的功能衍生物的合成及性质研究本文旨在研究基于60富勒烯（FullereneC60）的功能衍生物的合成方法及其性质，从而为60富勒烯本身及其衍生物在生物医学材料，太阳能电池，纳米技术和光电器件等领域的应用提供服务。
60富勒烯（C 60是一种二维和三维六边形碳结构的含量最高的碳奥氏体，也是当今最为研究的碳基材料之一。
它具有优秀的光电性能，可以有效地吸收可见光和紫外光，具有极高的机械强度，耐热性和耐氧化性，是一种非常重要的材料。
60富勒烯衍生物具有优异的性能，广泛应用于生物传感，药物控释，光学记录和智能膜等领域，是研究人员的热门研究课题。
60富勒烯的衍生物合成方法主要有合成脱氢，烯基氢化，水化，氧化，交联，酯化和硝基化等。
这些反应中的最重要的一种是酯化反应，可以将各种有机醇，醛，酸，酯等转化为60富勒烯衍生物，可以得到具有全新特性的C 60生物。
60富勒烯衍生物具有多种特性，包括良好的光学性能，高分子量，优异的机械性能和良好的光催化活性。
它们在生物传感应用中展现出极强的分子识别能力，可以用来检测和分析特定的有机分子，这在医学检查和临床治疗中有很大的价值。
此外，60富勒烯衍生物也可以用于太阳能电池的制作，可以提高电池的光伏性能，为实现更高的能效提供支持。
同时，60富勒烯衍生物也可以用作高效的纳米技术材料，它们具有极佳的机械强度，热稳定性和耐腐蚀性，可用于制作纳米电子设备。
此外，它们还可用于光学记录和智能膜，可以调节光照强度，防止过度曝光，减少光照损伤，提高照明性能和节能效果。
当今，60富勒烯及其衍生物在生物医学材料，太阳能电池，纳米技术和光电器件等领域的应用正在逐步拓展。
因此，对60富勒烯衍生物的合成及其性质的研究非常重要，可以为更多的新型材料和新型设备提供理论和实验支持。
通过对60富勒烯衍生物合成及其性质的研究，我们可以加强对这些材料和设备的认识，研究其在某些特定领域中的应用，可以为今后更多新型材料和新型设备的研发奠定牢固的基础。
苯并噻二唑芳杂环非富勒烯电子受体材料的合成与表征
苯并噻二唑芳杂环非富勒烯电子受体材料的合成与表征苯并噻二唑芳杂环非富勒烯电子受体材料的合成与表征摘要：近年来，有机太阳能电池作为一种新型的可再生能源技术，吸引了广泛的研究兴趣。
针对此，苯并噻二唑芳杂环非富勒烯材料逐渐成为有机太阳能电池的重要电子受体材料。
本文综述了苯并噻二唑芳杂环非富勒烯材料的合成方法及其在有机太阳能电池中的应用，并探讨了其电子性质的表征方法。
1. 引言有机太阳能电池是一种利用有机半导体材料转换太阳能为电能的新型太阳能电池技术。
与传统的硅太阳能电池相比，有机太阳能电池具有制备工艺简单、材料可塑性高、成本低等诸多优势，因此成为了研究的热点。
2. 苯并噻二唑芳杂环非富勒烯材料的合成方法苯并噻二唑芳杂环非富勒烯材料是有机太阳能电池中常用的电子受体材料。
它具有较高的吸光度、较长的激发寿命和良好的电荷传输特性。
目前合成苯并噻二唑芳杂环非富勒烯材料的方法主要有以下几种：2.1. 串联回应法此方法利用少量的混合物，通过多氯代苯并噻二唑与芳基溴化合物的串联回应，在碱催化下完成合成反应。
这种方法简单高效，得到的产物纯度较高。
2.2. 布洛克反应法该法以芳香胺为底物，经过Diazo活化，并与苯并噻二唑反应得到产物。
此方法适用于产物结构中有大量置换基团存在的情况。
3. 苯并噻二唑芳杂环非富勒烯材料在有机太阳能电池中的应用苯并噻二唑芳杂环非富勒烯材料在有机太阳能电池中作为高效的电子受体材料得到了广泛的应用。
它可以与有机聚合物作为供体材料形成有效的固溶体，从而实现电子的传输和提高器件的光电性能。
此外，它的电荷传输率较高，可以提高电池的填充因子和电子传输率。
这些特性使得苯并噻二唑芳杂环非富勒烯材料成为有机太阳能电池中重要的材料。
4. 苯并噻二唑芳杂环非富勒烯材料的电子性质表征方法为了研究苯并噻二唑芳杂环非富勒烯材料的电子性质，需要对其进行表征。
常用的表征方法包括紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、透射电子显微镜和X射线衍射。
非富勒烯有机太阳能电池
非富勒烯有机太阳能电池
非富勒烯有机太阳能电池是一种新型的有机太阳能电池，与传统的富勒烯有机太阳能电池相比，具有更高的光电转换效率和更好的稳定性。
富勒烯有机太阳能电池是目前应用最广泛的有机太阳能电池，其主要原理是利用富勒烯作为电子受体，将太阳能转化为电能。
然而，富勒烯有机太阳能电池存在着一些问题，如光吸收范围窄、电子传输速度慢、稳定性差等。
非富勒烯有机太阳能电池则采用了新型的电子受体材料，如PTB7-Th、PBDTTT-EFT等，这些材料具有更宽的光吸收范围和更好的电子传输性能，从而提高了光电转换效率。
同时，非富勒烯有机太阳能电池还采用了新型的电子给体材料，如ITIC、IEICO等，这些材料具有更好的稳定性和更长的寿命。
非富勒烯有机太阳能电池的研究还处于起步阶段，但已经取得了一些重要的进展。
例如，2018年，中国科学院化学研究所的研究团队报道了一种新型的非富勒烯有机太阳能电池，其光电转换效率达到了12.25%，比传统的富勒烯有机太阳能电池有了显著的提高。
非富勒烯有机太阳能电池具有广阔的应用前景，可以用于太阳能电池板、智能手机、电子书、电子纸等领域。
随着技术的不断进步和研究的深入，相信非富勒烯有机太阳能电池将会成为未来太阳能电
池领域的重要发展方向。
非富勒烯受体材料
非富勒烯受体材料非富勒烯受体材料是当今有机太阳能电池领域中备受关注的一类新型有机材料。
与传统的富勒烯材料相比，非富勒烯受体材料具有很多优点，如更低的光电子失配、更高的吸收系数、更好的电子迁移和互作用、更好的光化学稳定性和更好的机械强度等。
因此，非富勒烯受体材料被认为是开发高效稳定的有机太阳能电池的重要方向之一。
非富勒烯受体材料主要是指那些不含富勒烯结构的有机分子，例如芴基、喹啉基、苯并咔啉基、噻吩基、三嗪基、吡啶基等。
这些材料具有广泛的化学结构和多样化的电子特性，可以在一定程度上调节其光电属性，从而实现对太阳能电池性能的优化。
非富勒烯受体材料通常与另一种有机分子，受体材料共同组成电池的活性层。
相比于富勒烯受体材料，非富勒烯受体材料可以提供更好的电子传输性能和光化学稳定性，从而带来更高的光电转换效率和更好的长期稳定性。
到目前为止，非富勒烯受体材料已经在有机太阳能电池中取得了令人瞩目的进展。
例如，采用非富勒烯受体材料作为活性层的有机太阳能电池的光电转换效率已经从不到1%上升到了超过17%，与传统的富勒烯受体材料相比性能得到了巨大的提升。
同时，非富勒烯受体材料还可以实现更低的成本、更好的机械可加工性和更好的大面积可制备性等优点，因此在工业化应用中具有更广阔的前景。
尽管非富勒烯受体材料在有机太阳能电池领域中已经取得了重要进展，但是与富勒烯受体材料相比，非富勒烯受体材料还存在一些问题亟待解决。
例如，非富勒烯受体材料的合成工艺比较复杂、成本较高，且还存在光稳定性和电池性能的不稳定性等问题。
因此，未来需要进一步探索新的非富勒烯受体材料的合成方法和改善其稳定性，以便更广泛地应用于光电器件领域。
总的来说，非富勒烯受体材料是有机太阳能电池领域中备受关注的一类新型材料。
它们不仅具有优异的光电性能，而且具有更低的成本、更好的可加工性和更广泛的应用前景。
未来的研究方向应该是进一步寻找新型非富勒烯受体材料，并探索高效稳定的制备方法和优化电池性能的方式，以便将这些材料更广泛地应用于有机太阳能电池领域。
《基于Y6非富勒烯受体光伏和忆阻器件界面问题及性能优化研究》范文
《基于Y6非富勒烯受体光伏和忆阻器件界面问题及性能优化研究》篇一基于Y6非富勒烯受体光伏与忆阻器件界面问题及性能优化研究一、引言近年来，随着科技的不断进步，Y6非富勒烯受体光伏器件和忆阻器件在光电子领域中受到了广泛的关注。
Y6非富勒烯受体材料因其独特的光电性能和良好的稳定性，在光伏器件中具有巨大的应用潜力。
然而，在光伏器件和忆阻器件的界面问题以及性能优化方面仍存在诸多挑战。
本文将针对基于Y6非富勒烯受体的光伏和忆阻器件界面问题展开研究，并提出相应的性能优化策略。
二、Y6非富勒烯受体光伏器件界面问题（一）界面结构与能级匹配Y6非富勒烯受体光伏器件的界面结构对光电器件的性能具有重要影响。
界面处能级匹配问题直接关系到电荷传输效率及器件的稳定性。
目前，界面处存在的能级不匹配问题会导致电荷传输过程中产生较大的能量损失，进而影响光伏器件的效率。
（二）界面缺陷与电荷复合界面缺陷是影响Y6非富勒烯受体光伏器件性能的另一个关键因素。
界面处的缺陷可能导致电荷复合，降低光电器件的开路电压和填充因子，从而影响其光电转换效率。
此外，界面缺陷还可能引发器件的稳定性问题。
三、Y6非富勒烯受体忆阻器件界面问题（一）界面电阻与导电性能Y6非富勒烯受体在忆阻器件中应用时，其与其它材料组成的界面电阻直接关系到忆阻器件的导电性能。
界面的电阻对忆阻效应的产生及维持具有重要意义，合适的界面电阻可以保证忆阻器具有良好的开/关比和稳定性。
（二）界面材料兼容性Y6非富勒烯受体与其它材料之间的兼容性是影响忆阻器件性能的另一个关键因素。
不同材料之间的界面相互作用可能影响电荷传输过程，进而影响忆阻器的性能。
因此，选择合适的界面材料对提高忆阻器性能具有重要意义。
四、性能优化策略（一）优化界面结构与能级匹配针对Y6非富勒烯受体光伏器件的界面问题，可以通过优化界面结构、调整能级匹配等方式来提高电荷传输效率。
例如，通过引入适当的界面修饰材料或调整器件制备工艺来改善能级匹配问题。
天道酬勤绽智慧芬芳 实干创新铸科研力量——记陕西师范大学材料科学与工程学院、省“百人计划”特聘教授胡
２０ｌ５，３，４２４４；Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．２０１５，２７，６４１８）。
电转换效率实用化等领域大显身手 ，开展更深入、更细
在非富勒烯受体材料 的研 究方面胡鉴勇博士成效 致的高端研究工作。
显著。近些年来，以聚合物 电子给体和富勒烯 电子受体
此外胡鉴勇博士正在主持陕西省 “百人计划”创新
为了进一步提升有机 光电子材料研 究新高度 ，拓
的前提。胡鉴勇博士和团队成员一起合作开发了＿一种全新 展以有机电致发光二极管（ＯＬＥＤ）、有机场效应晶体管
的电子受体 单．元—萘并二噻吩二酰亚胺 （ＮＤＴＩ），以其为 （ＯＦＥＴ）和有机太阳能电池（ＯＰＶ）为代表的有机光电子材
共聚电子受体中心的Ｄ－Ａ开 聚合物实现了空气稳定的，高 料和器件在新型信 息显示、绿色节能固体照明和新能源
应用方面开展了大量创新性研究，取得了一系列原创性成 日本求学工作期间，他参与过一项 日本国家研发课题 （高
果，逐渐成长为有机光电子丰才料领域的骨干力量。
效有机电子器件研发），承担过 Ｅｌ本文部科学省、日本新
能源和产业技术开发机构 （ＮＥＤＯ）和 日本科学技术振兴
勤奋钻研 ，铸就科研里程碑
有机光电子术才料和器件是研究的热点，胡鉴勇ｔ￣－ｔ：长期
胡 鉴勇教 授 （左三 ）及研 究团队
致力于应用于裔性能有机光电子器件的新型有机／高分
子半导体材料的开发和研究 ，在高效稳定的有机光电子 料科学与工程学院工作。
材料的设计、合成、性能表征及其在有机光电子元器件的
“勤奋、刻苦、创新、突破”是胡鉴勇博士的特点，在
迁移率的旭 和双极 ｌ生有机场效应晶体管，该成果发表在 等技术领域的应用前景，胡鉴勇博士争取到了多项科研
《基于Y6非富勒烯受体光伏和忆阻器件界面问题及性能优化研究》
《基于Y6非富勒烯受体光伏和忆阻器件界面问题及性能优化研究》篇一基于Y6非富勒烯受体光伏与忆阻器件界面问题及性能优化研究一、引言近年来，随着科技的飞速发展，Y6非富勒烯受体光伏器件和忆阻器件在光电器件领域中得到了广泛的应用。
然而，在器件的界面问题及性能优化方面仍存在诸多挑战。
本文将针对基于Y6非富勒烯受体的光伏器件和忆阻器件的界面问题展开研究，并探讨其性能优化的有效途径。
二、Y6非富勒烯受体光伏器件界面问题（一）界面结构问题Y6非富勒烯受体光伏器件的界面结构对于光能的吸收、传输以及电子的转移等过程具有重要影响。
然而，目前界面结构存在诸多问题，如界面能级不匹配、电子传输速度缓慢等，这些问题导致器件的光电转换效率受到影响。
（二）界面缺陷问题界面缺陷是影响Y6非富勒烯受体光伏器件性能的另一个重要因素。
界面缺陷可能导致光生载流子在传输过程中发生复合，降低光能的利用率。
此外，界面缺陷还可能影响器件的稳定性，导致其寿命缩短。
三、Y6非富勒烯受体光伏器件性能优化研究（一）优化界面结构针对Y6非富勒烯受体光伏器件的界面结构问题，可以通过采用能级匹配的材料、优化能级结构等方式来改善。
例如，通过引入具有合适能级的材料来调整界面能级结构，提高电子的传输速度和光能的利用率。
（二）减少界面缺陷为了减少Y6非富勒烯受体光伏器件的界面缺陷，可以采用表面修饰、引入钝化层等方法。
表面修饰可以改善材料表面的形貌和化学性质，降低表面缺陷密度；引入钝化层则可以有效地阻挡光生载流子的复合，提高光能的利用率。
四、忆阻器件性能优化研究（一）优化材料选择针对忆阻器件的性能优化，首先可以从材料选择方面入手。
选择具有优异电学性能和稳定性的材料，可以提高忆阻器件的响应速度和稳定性。
此外，通过采用多层次的材料结构可以进一步提高器件的存储能力和可靠性。
（二）改善制备工艺除了材料选择外，制备工艺也是影响忆阻器件性能的重要因素。
通过改进制备工艺，如优化薄膜制备过程中的温度、压力等参数，可以提高薄膜的质量和均匀性，从而提高忆阻器件的性能。
《基于Y6非富勒烯受体光伏和忆阻器件界面问题及性能优化研究》
《基于Y6非富勒烯受体光伏和忆阻器件界面问题及性能优化研究》篇一基于Y6非富勒烯受体光伏与忆阻器件界面问题及性能优化研究一、引言随着科技的不断进步，非富勒烯受体光伏器件以及忆阻器件作为新一代电子设备的重要组成部分，在光电器件领域的应用日益广泛。
Y6非富勒烯受体材料因其独特的光电性能和低成本特性，在光伏器件中展现出巨大的应用潜力。
然而，其在与忆阻器件界面结合过程中仍存在诸多问题，制约了器件整体性能的发挥。
本文将重点研究基于Y6非富勒烯受体的光伏和忆阻器件的界面问题，并提出相应的性能优化策略。
二、Y6非富勒烯受体光伏器件概述Y6非富勒烯受体光伏器件以其高效率、低成本、环境友好等优点受到广泛关注。
Y6材料在光伏器件中的应用，极大地提高了光电转换效率。
然而，在实际应用中，Y6材料与其它材料之间的界面问题成为制约其性能发挥的关键因素。
三、界面问题及影响（一）界面能级不匹配Y6材料与其他材料之间的能级不匹配是导致界面问题的重要因素。
这种不匹配会导致电荷传输过程中的能量损失，进而影响光伏器件的效率和稳定性。
（二）界面缺陷和杂质界面处的缺陷和杂质会严重影响电荷的传输和分离，导致光伏器件性能下降。
此外，这些缺陷还可能成为复合中心，进一步降低光电转换效率。
（三）界面化学反应Y6材料与其他材料在界面处可能发生化学反应，形成不利于电荷传输的化合物。
这些化合物会降低光伏器件的性能，甚至导致器件失效。
四、性能优化策略（一）界面工程优化通过界面工程优化，改善Y6材料与其他材料之间的能级匹配，减少能量损失。
同时，通过表面修饰、引入中间层等方法，降低界面处的缺陷和杂质，提高电荷传输效率。
（二）材料选择与改良选择与Y6材料相容性好的其他材料，以改善能级匹配和减少界面反应。
同时，对Y6材料进行改良，提高其与其他材料的相容性，降低界面处的能量损失。
（三）工艺优化通过优化制备工艺，如控制薄膜厚度、改善热处理条件等，降低界面处的缺陷和杂质，提高光伏器件的性能。
《基于Y6衍生物非富勒烯基有机太阳能电池热稳定性研究》范文
《基于Y6衍生物非富勒烯基有机太阳能电池热稳定性研究》篇一一、引言随着全球对可再生能源需求的不断增长，有机太阳能电池（Organic Solar Cells, OSC）作为一种新兴的绿色能源技术，正受到越来越多的关注。
其中，非富勒烯基有机太阳能电池（Non-fullerene based Organic Solar Cells）以其高效率、低成本和可调谐性等优点，逐渐成为研究热点。
Y6衍生物作为一种重要的非富勒烯受体材料，其在提高电池效率和热稳定性方面具有重要意义。
本文将针对基于Y6衍生物的非富勒烯基有机太阳能电池的热稳定性进行研究和分析。
二、Y6衍生物及其在有机太阳能电池中的应用Y6衍生物作为一种典型的非富勒烯受体材料，其独特的化学结构和电子性质使其在有机太阳能电池中具有广泛应用。
Y6衍生物具有良好的光吸收性能、电荷传输能力和成膜性能，可以与给体材料形成有效的电荷分离和传输，从而提高太阳能电池的光电转换效率。
此外，Y6衍生物还具有良好的热稳定性，能够在高温环境下保持较好的性能。
三、热稳定性研究方法与实验设计为了研究基于Y6衍生物的非富勒烯基有机太阳能电池的热稳定性，我们设计了以下实验方案：1. 制备不同温度处理后的Y6衍生物薄膜，通过紫外-可见吸收光谱、电化学阻抗谱等手段，分析其光学和电学性能的变化。
2. 制备基于Y6衍生物的有机太阳能电池，在不同温度下进行热处理，观察其电流-电压曲线、外量子效率等性能参数的变化。
3. 利用原子力显微镜、扫描电子显微镜等手段，观察Y6衍生物薄膜的形貌变化，以及电池内部结构的演变。
4. 通过理论计算，分析Y6衍生物的分子结构和电子性质对其热稳定性的影响。
四、实验结果与分析1. 光学和电学性能分析通过对不同温度处理后的Y6衍生物薄膜进行紫外-可见吸收光谱和电化学阻抗谱分析，我们发现Y6衍生物薄膜在较高温度下仍能保持良好的光学和电学性能。
随着温度的升高，其吸收光谱和电化学性能虽有所下降，但整体趋势仍然稳定。
有机太阳能电池空穴传输材料的研究进展
有机太阳能电池空穴传输材料的研究进展袁峰;周丹;谌烈;徐海涛;陈义旺【摘要】有机太阳能电池是新一代固态薄膜电池,报道的能量转化效率已接近15％,成为可再生能源领域的研究热点.空穴传输材料是构成有机太阳能电池的重要组成部分,对有机太阳能电池的能量转换效率和稳定性有重要影响.目前应用于有机太阳能电池的空穴传输材料分为无机空穴传输材料和有机空穴传输材料两大类.无机空穴传输材料的可选择范围较窄,电池加工工艺相对苛刻.开发各类能级匹配、空穴迁移率高的有机空穴传输材料是提高有机太阳能电池能量转换效率和稳定性的有效手段,是目前的开发重点.本文主要综述了有机空穴传输材料分子结构对有机太阳能电池能量转换效率、填充因子、开路电压、短路电流和稳定性的影响,并对其能级、空穴迁移率、添加剂的使用等进行了讨论.最后详细论述了有机空穴传输材料未来的研究重点和发展趋势.【期刊名称】《功能高分子学报》【年(卷),期】2018(031)006【总页数】10页(P530-539)【关键词】有机太阳能电池;空穴传输材料;能级;能量转换效率【作者】袁峰;周丹;谌烈;徐海涛;陈义旺【作者单位】南昌航空大学材料科学与工程学院 ,南昌330063;南昌航空大学材料科学与工程学院 ,南昌330063;南昌大学化学学院 ,南昌330031;南昌航空大学材料科学与工程学院 ,南昌330063;南昌大学化学学院 ,南昌330031;南昌大学化学学院 ,南昌330031【正文语种】中文【中图分类】O631能源和环境问题是当前人类面临的两个最紧迫问题，低碳经济是当今最热门的话题。
太阳能是取之不尽、用之不竭的绿色能源，将太阳能转换成电能的太阳能电池是解决能源和环境问题、发展低碳经济的途径之一。
目前研究和开发的太阳能电池有：单晶硅、多晶硅、碲化镉和铜铟镓硒薄膜半导体、有机太阳能电池等。
前几种无机太阳能电池已经实现了商品化，能量转换效率介于22%～31%，但其缺点是电池制备成本高、原材料生产过程能耗高、污染重，这大大限制了其推广应用。
《基于Y6衍生物非富勒烯基有机太阳能电池热稳定性研究》范文
《基于Y6衍生物非富勒烯基有机太阳能电池热稳定性研究》篇一一、引言随着科技的发展，有机太阳能电池（Organic Solar Cells, OSC）已成为当今绿色能源领域的研究热点。
其中，非富勒烯基有机太阳能电池（Non-fullerene Organic Solar Cells, NF-OSC）以其高效率、低成本和可调谐的光电性能等优势，逐渐成为研究的主流方向。
Y6衍生物作为非富勒烯受体材料，在有机太阳能电池中发挥着关键作用。
然而，热稳定性是影响其实际应用的重要因素之一。
本文以Y6衍生物为研究对象，探讨其在非富勒烯基有机太阳能电池中的热稳定性问题，旨在为该类太阳能电池的进一步发展提供理论支持。
二、研究背景及意义近年来，非富勒烯基有机太阳能电池在材料设计和器件结构方面取得了显著的进展，其光电转换效率已接近甚至超过传统硅基太阳能电池。
然而，其在实际应用中仍面临诸多挑战，其中之一便是热稳定性问题。
电池的热稳定性直接影响其长期稳定性和使用寿命。
因此，研究Y6衍生物在非富勒烯基有机太阳能电池中的热稳定性，对于提高电池的稳定性和使用寿命具有重要意义。
三、研究内容与方法本研究采用多种实验方法和理论计算手段，对Y6衍生物在非富勒烯基有机太阳能电池中的热稳定性进行研究。
首先，通过制备不同温度下的Y6衍生物薄膜，观察其在高温环境下的形貌变化和性能衰减情况。
其次，利用原子力显微镜（AFM）和X射线衍射（XRD）等技术手段，分析Y6衍生物薄膜的微观结构和结晶性能。
此外，结合理论计算，探讨Y6衍生物的分子结构和电子能级对其热稳定性的影响。
最后，通过对比实验，评估不同受体材料对非富勒烯基有机太阳能电池热稳定性的影响。
四、实验结果与分析1. 形貌与性能分析通过对Y6衍生物薄膜在不同温度下的形貌观察，我们发现高温环境会导致薄膜表面出现裂纹和团聚现象，进而影响其光电性能。
随着温度的升高，Y6衍生物薄膜的短路电流和开路电压均有所降低，表明其性能在高温环境下发生衰减。
基于硫芴的稠环非富勒烯受体化合物、其制备方法及在太阳能电池中
专利名称：基于硫芴的稠环非富勒烯受体化合物、其制备方法及在太阳能电池中的应用
专利类型：发明专利
发明人：郑庆东,汤昌泉
申请号：CN201910166316.0
申请日：20190306
公开号：CN109810121A
公开日：
20190528
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本申请公开了一种基于硫芴的稠环非富勒烯受体材料，其合成方法及在太阳能电池领域中的应用。
所述非富勒烯受体材料具有如式I所示的结构，可作为n‑型有机半导体材料用于太阳能电池。
所述非富勒烯受体材料易溶于常用的有机溶剂，具有较高的吸收系数和良好的热稳定性，在有机太阳能电池中可实现高的开路电压和能量转换效率，是理想的有机太阳能电池受体材料。
申请人：中国科学院福建物质结构研究所
地址：350002 福建省福州市鼓楼区杨桥西路155号
国籍：CN
代理机构：北京元周律知识产权代理有限公司
代理人：王惠
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高效非富勒烯受体材料的设计合成及性质研究本论文分别从末端受体单元与中间给体单元间的连接单元和末端受体单元两个方面分别对本组已报道的优秀小分子受体材料的化学结构进行细微调控,设计并合成了四个高效的“受体-给体-受体”（A-D-A）型非富勒烯受体材料。
并对这些化合物的化学结构、热稳定性、光学吸收性质、电化学性质、作为受体材料的有机光伏器件性能,以及活性层形貌做了系统的研究。
两部分的摘要如下:一、以FDICTF（F-H）受体分子为基础,通过在末端基团双氰基茚满二酮上引入卤素原子（F,Cl和Br）,设计合成了三个新的非富勒烯受体分子。
相对于受体分子F-H,三个分子表现了红移的紫外可见吸收光谱,增强的结晶性以及电荷迁移率。
引入卤素后,给受体混合膜中出现了更倾向于face-on的堆积方式,这种堆积方式有利于双分子复合的减弱以及电荷的传输与收集,从而获得较高的短路电流密度以及填充因子。
当采用PBDB-T作为给体材料制备器件,分别获得了
10.85%,11.47%和12.05%的能量转换效率（Power Conversion
Efficiencies,PCE）,明显高于相同条件下的基于F-H的器件的能量转换效率9.59%。
是同时期文献报道的基于非富勒烯受体的单层有机太阳能电池的最高值之一。
二、设计合成了以非富勒烯受体分子F-H的核作为中间给体单元D,以双氟取代的双氰基茚满二酮为末端受体单元A,以噻吩并噻吩甲酸异辛基酯为D-A间连接单元Q的小分子受体材料F-TT-2F。
噻吩并噻吩甲酸异辛基酯的引入增加了醌式共振效应,双氟取代的双氰基茚满二酮的强拉电子作用使得分子的能级也有所降低,吸收光谱明显红移。
当采用
PTB7-Th作为给体材料制备器件,获得了9.14%的能量转换效率,其中短路电流密度达到19.24 mA cm<sup>-2</sup>。
尽管器件的开路电压为0.72 V,能量转换效率低于基于F-H的器件（10.06%）,但是这种方法有效调节了吸光,扩大了与给体材料的吸收光谱互补范围,有利于获得更高的短路电流密度。