有机小分子太阳能电池材料与器件 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈永胜，万相见 等 著

图书标签:

• 有机太阳能电池
• 小分子材料
• 光伏材料
• 有机光伏
• 太阳能电池
• 材料科学
• 新能源
• 薄膜技术
• 器件物理
• 有机半导体

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030545350

版次：1

商品编码：12257932

包装：平装

丛书名： “十三五”国家重点出版物出版规划项目光电子科学与技术前沿丛书

开本：16开

出版时间：2017-10-01

用纸：胶版纸

页数：230

字数：300000

正文语种：中文

内容简介

　　有机太阳能电池具有成本低、可大面积印刷和柔性等优点，是近年来新能源研究领域*热门的研究方向之一。活性层材料是有机太阳能电池研究的基础和关键。《有机小分子太阳能电池材料与器件》从寡聚物及小分子活性层材料出发，介绍可溶液处理的寡聚物及小分子太阳能电池领域的新进展，从专业角度、以通俗易懂的语言，全面系统地对寡聚物及小分子太阳能电池的重要和新成果进行归纳和总结。内容包括：可溶液处理寡聚物及小分子给体材料和受体材料，器件构筑与优化，电荷输运，光动力学研究和器件的稳定性等。
　　《有机小分子太阳能电池材料与器件》不仅可以作为新材料和新能源等相关领域研究人员的专业参考书，也可以作为相关领域本科生、研究生的入门教程，同时也适合对有机太阳能电池领域感兴趣的非专业人士阅读。

内页插图

目录

序言
前言

第1章 有机小分子太阳能电池简介
1．1 有机小分子太阳能电池的发展历程
1．2 有机太阳能电池的光电转换原理
1．2．1 光电转换的基本过程
1．2．2 J-y特性及性能参数
1．3 本章小结
参考文献

第2章 可溶液处理小分子给体材料
2．1 A-D-A结构的小分子给体材料
2．1．1 寡聚噻吩类A-D-A小分子给体材料
2．1．2 基于苯并二噻吩的A-D-A小分子给体材料
2．1 ，3基于二噻吩并噻咯(DTS)的A-D-A小分子给体材料
2．1．4 二噻吩并吡咯及其类似单元
2．1．5 基于卟啉单元的A-D-A小分子给体材料
2．1．6 其他代表性A-D-A小分子给体材料
2．2 D1-A-D2-A-Dl结构的小分子给体材料
2．2．1 基于二噻吩并噻咯的Dl-A-D2-A-Dl小分子给体材料
2．2．2 基于IDT/IDTT的D1-A-D2-A-Dl小分子给体材料
2．2．3 基于BDT的D1-A-D2-A-Dl小分子给体材料
2．3 其他代表性小分子给体材料
2．4 本章小结
参考文献

第3章 小分子受体材料
3．1 基于富勒烯的小分子受体材料
3．2 基于茈二酰亚胺的小分子光伏受体材料
3．3 基于二噻吩吡咯并吡咯二酮的小分子光伏受体材料
3．4 基于罗丹宁端基的小分子受体材料
3．5 基于茚满二酮端基的小分子受体材料
3．6 本章小结
参考文献

第4章 有机小分子太阳能电池器件的构筑与优化
4．1 器件结构的优化
4．1．1 正向结构器件
4．1．2 反转结构器件
4．1．3 叠层器件
4．2 活性层形貌的调控
4．2．1 活性层形貌的理想特征
4．2．2 活性层形貌的表征方法
4．2．3 活性层形貌的调控方法
4．3 界面修饰
4．4 其他优化方法
4．5 本章小结
参考文献

第5章 有机小分子太阳能电池中电荷输运研究方法简介
5．1 电荷输运研究手段的介绍
5．1．1 线性增压载流子瞬态法
5．1．2 时间飞行法
5．1．3 有机场效应晶体管法
5．2 经典有机小分子太阳能电池中的电荷输运研究
5．3 高效有机小分子太阳能电池中分子结构对电荷输运的影响机制
5．4 本章小结
参考文献

第6章 光动力学研究——激子产生、解离和电荷传输
6．1 有机太阳能电池中的激发态过程概述
6．2 有机太阳能电池中的复合过程
6．3 有机太阳能电池中的激发态动力学过程
6．3．1 fs～ns动力学过程
6．3．2 ns～μs动力学过程
6．4 活性层形貌、激发态动力学与器件性能之间的关系
6．5 本章小结
参考文献

第7章 有机太阳能电池的稳定性
7．1 有机太阳能电池稳定性研究方法
7．2 影响有机太阳能电池稳定性因素
7．2．1 影响器件稳定性的内部因素
7．2．2 影响器件稳定性的外部因素
7．3 提高有机太阳能电池稳定性的方法
7．3．1 反向器件结构
7．3．2 电池封装
7．3．3 活性材料优化选择与形貌控制
7．4 有机小分子太阳能电池寿命研究
7．5 本章小结
参考文献

第8章 展望
8．1 新型活性层材料的设计与优化——进一步提高光电转换效率的基础
8．2 光伏器件的制备优化——进一步提高光电转换效率的手段
8．3 从实验室走向实际应用-有机太阳能电池的大面积制备
参考文献

前言/序言

　　有机太阳能电池近10年来，特别是最近两年，获得了突飞猛进的发展，单节器件效率已经突破12%，正处在从实验室研究到产业化应用的黎明阶段。高效活性层材料的设计合成与光伏器件构筑优化是获得高效率的关键，其中活性层材料更是基础和前提，也是未来产业化应用需要考虑的首要问题。目前有机太阳能电池的活性层材料，无论是给体材料还是受体材料，均可分为聚合物材料和小分子材料。近年来，以具有确定化学结构及分子量的寡聚物及小分子作为活性层材料的太阳能电池引起了研究人员的广泛关注，因为这类材料具有分子量确定、合成和分离提纯相对简单等优点。目前，寡聚物及小分子材料作为给体材料已取得了与聚合物材料相当的光电转换效率。值得一提的是，小分子受体材料已成为目前非富勒烯受体研究的主流，引起广泛关注。
　　这部著作的编著者多年来一直从事寡聚物及小分子有机太阳能电池的研究，在该领域具有深厚的工作积累和研究体会。该书是编著者基于自己的研究成果，结合最新研究进展总结撰写而成。编著者深入浅出地介绍了寡聚物及小分子太阳能电池研究的现状和发展趋势，包括活性层给体材料、受体材料、相关光伏器件构筑与优化、电荷输运和动力学研究及稳定性等。该书内容充实，语言通俗易懂。不仅对于专业人士，而且对非专业人士而言都具有较强的可读性，可以作为太阳能电池及相关领域研究工作者的参考书，亦可作为高等院校本科生或者研究生的参考教材。相信该书可以对有机太阳能电池的发展起到很好的促进作用。

《光影织梦：跨越时代的科学奇迹》 这是一部引人入胜的科普读物，它将带您踏上一段追溯人类探索未知、创造未来的精彩旅程。本书聚焦于那些在各自领域内具有划时代意义的科学发现与技术突破，以生动详实的笔触，勾勒出科学发展脉络中璀璨夺目的里程碑。 第一章：点亮文明之火——古老智慧与早期科学的萌芽 人类文明的曙光，是与对自然现象的好奇与探索紧密相连的。本章将回溯到遥远的古代，探寻那些在没有先进仪器和理论指导下，先贤们如何通过观察、实践和朴素的逻辑，揭示了许多基础的自然规律。从古埃及的金字塔工程，到古希腊的哲学思辨与几何学成就，再到中国古代的四大发明，我们将看到智慧的火花如何在不同文明中闪耀，为后来的科学发展奠定最初的基石。这里并非单纯的史料罗列，而是着重展现这些早期智慧如何启发了后人对物质世界、宇宙运行规律的思考，例如古人对天体运行的周期性观测如何催生了历法，对材料性质的初步认知如何影响了工具的制造。 第二章：理性之翼——牛顿力学与古典物理学的辉煌 科学革命的浪潮席卷而来，牛顿的出现无疑是这场浪潮的巅峰。本章将深入解析以牛顿力学为代表的古典物理学的核心概念，如万有引力定律、运动三大定律等，并阐述它们如何深刻地改变了我们对宇宙运行机制的理解。我们将看到，这些看似抽象的理论，是如何在宏观世界中得到精准的解释和预测，例如行星的轨道计算、物体的运动轨迹分析。同时，本章也会探讨在牛顿之后，物理学在热学、光学、电磁学等领域的进一步拓展，如热力学定律的建立如何解释能量的转化与守恒，惠更斯和牛顿在光学上的争论如何推动了对光本质的深入研究，以及法拉第、麦克斯韦等科学家如何一步步揭开了电与磁的神秘面纱，构建起宏伟的电磁学理论体系。 第三章：微观的奥秘——量子革命与原子世界的探索 当科学的目光投向微观世界，古典物理学遭遇了前所未有的挑战。本章将带领读者走进一个充满奇异现象的量子世界，揭示量子力学诞生的历史背景和核心思想，如普朗克的能量量子假说、爱因斯坦的光电效应解释、玻尔的原子模型以及海森堡的测不准原理。我们将探索原子内部的结构，了解电子、质子、中子的运动规律，以及这些微观粒子所遵循的奇特规则——叠加态、量子纠缠等。这一章不仅是理论的讲解，更会穿插介绍量子理论如何催生了原子能、激光等颠覆性技术，以及它如何成为现代科技，如半导体、材料科学、生物技术等发展的基石。 第四章：信息洪流——从图灵机到人工智能的数字时代 我们正生活在一个信息爆炸的时代，而这一切的根源，可以追溯到计算机科学的诞生。本章将梳理信息技术发展的脉络，从阿兰·图灵提出的“图灵机”概念，到冯·诺依曼体系结构的確立，再到晶体管、集成电路的出现，以及互联网的全球普及。我们将深入理解计算的本质，感受二进制语言的魅力，并了解信息如何被存储、处理和传输。更重要的是，本章将聚焦于当前最炙手可热的人工智能领域，探讨机器学习、深度学习等核心技术，分析人工智能在各个领域的应用前景，如自动驾驶、医疗诊断、智能家居等，并思考它可能带来的社会变革与伦理挑战。 第五章：生命密码——遗传学、分子生物学与基因工程的突破 生命，这个古老而又充满魅力的课题，在科学家的探索下，逐渐显露出其深层的奥秘。本章将带领读者走进生命科学的殿堂，从孟德尔的遗传定律，到沃森和克里克发现DNA双螺旋结构，再到基因测序技术的飞速发展，我们将一步步揭开生命的遗传密码。本章会详细介绍基因的结构与功能，染色体的奥秘，以及分子生物学如何解释生命活动的分子机制。重点将放在基因工程，包括基因重组、基因编辑（如CRISPR技术）等，并深入探讨这些技术在农业、医药、环境保护等方面的巨大潜力和实际应用，如培育抗病作物、开发新型药物、甚至展望未来可能实现的基因治疗。 第六章：宇宙的边界——天文学、宇宙学与我们身处何方 浩瀚的宇宙，始终激发着人类无限的遐想。本章将以最宏大的视角，带领读者仰望星空，探索宇宙的起源、演化与终极命运。我们将回顾天文学的发展历程，从古代的观测记录，到伽利略的望远镜，再到现代太空望远镜的强大能力，了解恒星的诞生与死亡，星系的形成与碰撞。本章将重点介绍宇宙学中的重要理论，如大爆炸理论、宇宙膨胀、暗物质与暗能量等，并解释这些理论是如何通过观测证据，如宇宙微波背景辐射、星系红移等得到支持的。我们还将探讨系外行星的发现，思考地外生命存在的可能性，以及人类未来探索宇宙的意义和挑战。 《光影织梦》，不仅仅是一部知识的汇集，更是一部关于人类智慧、勇气与探索精神的赞歌。它将激发您对科学的好奇心，培养您独立思考的能力，并让您深刻体会到，每一次科学的突破，都是对人类认知边界的一次拓展，都是对未来生活的一次重塑。这本书，适合所有渴望了解世界、探索未知、感受科学魅力的读者。它将为您打开一扇通往科学殿堂的大门，让您在知识的光影中，编织属于自己的探索之梦。

评分☆☆☆☆☆

我抱着一种探索未知、学习前沿知识的心态来期待《有机小分子太阳能电池材料与器件》这本书。我一直认为，人类文明的进步离不开对自然规律的深刻理解和对新技术的不断突破，而新能源技术无疑是当前最重要的研究领域之一。有机小分子太阳能电池，以其独特的材料特性和器件构筑方式，为我们提供了一种全新的思路来捕捉和利用太阳能。我非常希望这本书能够详细地介绍构成这类太阳能电池的各种有机小分子材料，包括它们的化学结构、合成方法、以及关键的光物理和电化学性质。我希望书中能够深入讲解这些材料是如何实现光吸收、激子生成、电荷分离和传输的，以及不同分子设计如何影响这些过程的效率。此外，我也对“器件”的构建和性能优化充满好奇。我希望书中能够详细阐述不同器件架构的优缺点，例如本体异质结、平面异质结等，以及电极材料、界面层等关键组件的设计原则。我希望能够了解到当前有机小分子太阳能电池在效率、稳定性、成本和可制造性等方面所面临的挑战，以及科研人员正努力探索的解决方案。

评分☆☆☆☆☆

我之所以对《有机小分子太阳能电池材料与器件》这本书充满期待，源于我对尖端科学技术驱动社会进步的信念。我一直关注着能源领域的发展，并认为有机电子学是未来新能源技术的重要方向之一。特别是“有机小分子”这个概念，它似乎暗示着一种高度模块化、可精细调控的材料设计理念，这让我对实现高效、低成本的太阳能电池充满了希望。我希望这本书能够详细介绍构成这些有机小分子太阳能电池的核心材料，包括它们的化学结构、物理化学性质以及它们在光电转换过程中所扮演的角色。我希望书中能深入探讨如何通过分子设计来优化材料的吸光能力、激子结合能、电荷分离效率和载流子迁移率。这背后涉及到精密的有机合成化学和扎实的物理化学知识，如果能得到细致的讲解，将对我非常有启发。同时，我也非常关心“器件”的制备和性能。我希望书中能够介绍不同类型的器件结构，比如平面结构、本体异质结结构等，并深入分析影响器件效率、稳定性和寿命的关键因素。我希望通过阅读这本书，能够了解到目前有机小分子太阳能电池在实现高效率、长寿命以及大规模生产方面所面临的挑战，以及科研人员正在开发的创新性解决方案。

评分☆☆☆☆☆

阅读《有机小分子太阳能电池材料与器件》这本书，我寄予厚望能够深入理解这一前沿科技的核心奥秘。我一直认为，科技的发展最终是为了更好地服务于人类的生存和发展，而清洁能源的开发则是实现这一目标的关键。有机小分子太阳能电池，以其材料的多样性和器件结构的灵活性，为我们提供了一种全新的、充满潜力的太阳能利用方式。我希望这本书能够详细地介绍构成这些太阳能电池的各种有机小分子材料，包括它们的化学结构、合成方法以及它们在光电转换过程中的具体作用机制。我希望书中能够深入讲解如何通过分子设计来优化材料的吸收光谱、激子生成和解离效率，以及电荷传输能力。同时，我也对“器件”的制备和性能优化充满浓厚兴趣。我希望书中能够清晰地阐述不同器件结构的优势和劣势，以及在材料选择、界面工程和封装技术等方面所采取的关键策略。我希望能够通过这本书，了解到目前有机小分子太阳能电池在效率、稳定性和商业化进程方面所面临的主要挑战，以及科学家们正在为之付出的努力和取得的进展。

评分☆☆☆☆☆

我之所以会对《有机小分子太阳能电池材料与器件》这本书产生浓厚的兴趣，是因为我一直关注着那些能够引领技术革命的尖端科学领域。我坚信，通过对微观世界的精妙操控，我们能够创造出更加高效、环保且经济的能源利用方式。有机小分子太阳能电池，以其独特的分子设计潜力和柔性、轻质的器件特性，在我看来，是未来太阳能技术发展的一个重要方向。我希望这本书能够深入浅出地介绍构成这些太阳能电池的核心有机小分子材料，包括它们的化学结构、合成方法以及它们在光电转换过程中所扮演的角色。我渴望理解如何通过精密的分子工程来调控材料的光学和电学性质，以实现更高的光电转换效率。同时，我也对“器件”的构筑和性能提升充满期待。我希望书中能够详细阐述不同器件结构的设计理念，以及在材料选择、形貌控制、界面工程和封装技术等方面所采取的创新方法。我希望能够通过这本书，了解当前有机小分子太阳能电池在效率、稳定性和长期可靠性方面所面临的挑战，以及科研人员正在开发的尖端技术来克服这些难题。

评分☆☆☆☆☆

我对《有机小分子太阳能电池材料与器件》这本书的期待，是希望它能为我打开一扇通往新能源科学世界的大门，让我能够以一个更深入、更系统的视角去理解有机小分子太阳能电池这一前沿领域。我一直对如何利用自然界的丰富资源来满足人类不断增长的能源需求感到好奇，而太阳能作为一种清洁、可再生的能源，无疑是其中的佼佼者。有机小分子太阳能电池，以其独特的材料特性和器件构筑方式，为太阳能利用提供了新的可能性。我希望这本书能够详细介绍构成这些太阳能电池的各种有机小分子材料，包括它们的化学结构、合成方法以及它们在光电转换过程中所扮演的关键角色。我希望书中能够深入讲解如何通过分子设计来优化材料的光吸收能力、激子动力学以及电荷传输性能。同时，我也对“器件”的制备和性能提升充满浓厚兴趣。我希望书中能够详细阐述不同器件结构的优缺点，以及在材料选择、形貌控制、界面工程和封装技术等方面所采取的关键策略。我希望能够通过这本书，了解到当前有机小分子太阳能电池在效率、稳定性和商业化进程方面所面临的主要挑战，以及科学家们正在为之付出的努力和取得的进展。

评分☆☆☆☆☆

我选择《有机小分子太阳能电池材料与器件》这本书，是因为我对能够改变我们生活方式的颠覆性技术始终保持着高度的关注。我一直相信，通过巧妙的材料设计和精密的器件工程，我们能够创造出更加高效、环保且经济的能源解决方案。有机小分子太阳能电池，以其独特的分子结构和潜在的大规模低成本制备能力，在我看来，代表了下一代太阳能技术的重要发展方向。我希望这本书能够深入剖析这些有机小分子材料的精妙之处，包括它们的分子设计原理、合成策略以及它们在光电转换过程中所扮演的关键角色。我特别希望了解如何通过微调分子的电子结构和空间构象来优化其光吸收范围、激子动力学和电荷传输性能。同时，我也对“器件”的制备和性能提升充满了期待。我希望书中能够详细介绍不同类型的器件结构，例如平面异质结、本体异质结以及它们在材料选择、形貌控制和界面工程方面的优化策略。我希望这本书能够让我了解到当前有机小分子太阳能电池在效率、稳定性和长期可靠性方面所面临的挑战，以及科研人员正在开发的前沿技术来克服这些挑战。

评分☆☆☆☆☆

我购买《有机小分子太阳能电池材料与器件》这本书，很大程度上是出于我对可持续能源技术未来发展方向的好奇心。我一直关注着太阳能技术的进步，并深信有机材料在其中将扮演越来越重要的角色。特别是“有机小分子”这个概念，在我看来，它代表着一种更为灵活、可调控且可能更易于大规模生产的太阳能转换方案。我希望这本书能够提供关于这类材料的最新研究进展，包括那些在效率、稳定性以及制造成本方面取得突破的创新性分子设计。我非常期待书中能详细介绍几种代表性的有机小分子材料体系，比如基于小分子共轭骨架的设计思路，以及它们在光吸收、激子生成与分离、电荷传输等关键过程中的具体表现。同时，我也对“器件”部分充满了期待。我希望这本书能系统地介绍不同类型的有机小分子太阳能电池器件结构，并深入分析影响器件性能的各个环节，例如活性层形貌的控制、界面修饰技术、电极材料的选择以及封装技术等。我希望通过阅读这本书，能够了解到目前有机小分子太阳能电池在效率、寿命、环境适应性等方面所面临的挑战，以及科研人员正在探索的解决方案。这本书如果能提供一些关于器件制造工艺的讨论，比如印刷技术、卷对卷生产等，那就更加完美了，因为这直接关系到未来商业化的可行性。

评分☆☆☆☆☆

对于《有机小分子太阳能电池材料与器件》这本书，我的期待是一种全方位的深入理解，不仅仅是表面的技术介绍，更希望能够触及到其核心的科学原理和前沿的研发动态。我一直对材料科学和物理化学交叉的领域充满热情，而有机小分子太阳能电池恰恰是这样一个集大成的学科。我非常希望这本书能够详细地讲解各种有机小分子材料的化学结构、电子特性以及它们在光电转换过程中的作用机理。比如，它们是如何吸收光子的？激发态是如何产生的？载流子是如何生成、传输和收集的？这些基础性的问题，如果能够得到清晰、严谨的阐述，将对我理解整个电池的工作原理至关重要。此外，我也非常关心不同类型的有机小分子材料，例如小分子给体、受体材料的种类、它们的优缺点以及如何通过分子设计来优化其性能。这背后涉及到的精妙的有机合成化学和材料表征技术，也是我非常感兴趣的部分。而“器件”部分，我则希望它能提供关于如何将这些优异的材料集成到实际的太阳能电池器件中的详细信息。这可能包括不同器件结构的优化，如平面异质结、本体异质结等，以及电极材料的选择、界面工程等关键技术。我希望这本书能够提供一些具体的案例分析，展示不同材料体系下器件的性能表现，以及影响器件效率和稳定性的各种因素。总而言之，我希望这本书能够成为一本理论扎实、内容丰富、能够引领我深入探索有机小分子太阳能电池领域的权威著作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字听起来就充满科学的魅力，我一直对新能源领域非常感兴趣，特别是那些能够利用太阳能产生清洁能源的技术。有机小分子太阳能电池，光是这个名字就勾起了我无穷的好奇心。我一直觉得，能够将日常生活中随处可见的“小分子”变得如此强大，简直是人类智慧的结晶。想象一下，未来我们的屋顶、窗户，甚至衣服上都能集成这样的太阳能电池，那将是多么激动人心的一个景象！这本书的出现，仿佛为我打开了一扇通往这个未来世界的大门。我希望能在这本书里找到关于这些“小分子”是如何运作的深刻解释，它们的化学结构又是怎样的巧妙设计，才能捕捉到那么微弱的阳光并将其转化为电能。还有，关于“器件”的部分，我同样充满期待。电池的效率、稳定性、制造成本等等，这些都是决定一项技术能否走向实际应用的关键。我非常希望这本书能够详细地阐述这些方面，或许会介绍一些最新的研究成果，或者揭示一些目前存在的挑战以及如何克服它们。总而言之，我期待的这本书，不只是一个简单的科普读物，而是一本能够带领我深入理解有机小分子太阳能电池这一前沿领域的指南，让我能够站在巨人的肩膀上，去眺望新能源的未来。它应该是一本既有理论深度，又有实践指导意义的书籍，能够激发读者对科学探索的热情，并且为那些有志于投身于新能源研究的年轻人提供宝贵的启示。

评分☆☆☆☆☆

我选择《有机小分子太阳能电池材料与器件》这本书，主要是希望能深入了解这个新兴领域的科学原理和技术前沿。我一直对新能源技术，尤其是那些能够实现能源民主化的技术非常关注。有机小分子太阳能电池，在我看来，具有轻质、柔性、可溶液加工等诸多优势，这些特性使得它在很多传统硅基太阳能电池无法企及的应用场景中具有巨大潜力。我特别希望这本书能够详细阐述有机小分子材料的分子设计策略，比如如何通过改变分子结构来调节其能级、吸收光谱和载流子迁移率。这背后涉及到的量子化学计算和光谱学表征技术，如果能得到一定的介绍，对我理解材料的内在联系将非常有帮助。此外，我对“器件”的制备和性能优化也充满了好奇。我希望书中能够深入探讨不同器件架构的设计思路，以及影响器件光电转换效率和稳定性的关键因素。比如，活性层中给体和受体材料的相分离行为、界面处的电荷传输和复合机制、以及材料在空气、湿气和光照下的稳定性问题。如果书中能包含一些关于先进表征技术在器件研究中的应用案例，比如透射电子显微镜、原子力显微镜、瞬态吸收光谱等，那就更能让我理解研究的深度和广度。总而言之，我期望这本书是一本兼具科学深度和技术广度的著作，能够帮助我对有机小分子太阳能电池这一领域有一个全面而深刻的认识。