李枫红

女， 吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

1988-1992，吉林工学院，学士；
1992-1997，中国科学院长春应用化学研究所，研究实习员；
1997-2000，吉林大学，硕士；
2000-2001，中国科学院长春应用化学研究所，助理研究员；
2001-2005，德国德累斯顿工业大学，博士；
2005-2006，加拿大多伦多大学，博士后；
2007-2009，瑞典林雪平大学，博士后；
2010-2016，吉林大学，副教授；
2016-至今，吉林大学，教授

研究领域和兴趣

有机/钙钛矿太阳能电池；有机光电子器件界面工程

主要业绩

1、表面活性剂包覆多金属氧簇复合物（SEPCs）作为阴极界面层（CIL）在有机太阳电池（OSCs）中的应用。
我们发明了一系列醇溶性 SEPCs 并在国际上率先把这种有机-无机杂化物用于 OSCs 中（J. Mater. Chem. A, 2016, 4, 19189; J. Mater. Chem. A, 2017, 5, 15294）。近期使用 SEPCs 作为CIL 已把非富勒烯体系 OSCs 的能量转化效率（PCE）提升至 17%以上（CCS Chem. 2021, 3, 1316）。与台湾国立交通大学孟心飞教授组及台湾天光材料科技股份有限公司合作已经制备出了大面积打印器件（216 cm2）且取得了创纪录的效率（PCE=9.5%）（Solar Energy Mater. Solar Cells, 2020, 218, 110762）。目前此技术已获得四项中国发明专利的授权（201510243271.4；201711350066.3；201910540563.2；202111068806.0）。
2、共轭微孔聚合物（CMP）作为阳极界面层在 OSCs 中的应用。
我们在国际上率先报道了经过电聚合形成的具有均匀微孔和三维纳米结构的 CMP 作为阳极界面层在 OSCs 中的应用。作为阳极界面层，掺杂 CMP 膜优于 PEDOT：PSS 膜的优点包括：1.固有均匀微孔；2.大的表面积；3.更高功函数;4.更高导电率；5.好的电子阻挡能力。所有这些特点预示着掺杂 CMP 膜非常有希望成为一个好的阳极界面层。使用掺杂的 CMP 膜为阳极界面层，PCDTBT:PC71BM为活性层的 OSCs 的 PCE 可以被提高到 7.56% （ Adv. Mater. 2013, 25, 3443）。进一步我们通过引入新颖的 CMP膜为阳极界面层和溶于醇的极性共轭聚合物 PFN 为阴极界面层，把 PTB7：PC71BM 为活性层的 OSCs 的 PCE 提高到了 8.42% （ Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1301771）。我们的这个工作发表后，很快被 wiley Materials Views 报道。而且被多个课题组引为最好的聚合物太阳电池性能之一。2017 年 Arne Thomas 等人在综述文章（Chem. Soc. Rev., 2017, 46, 3302）中提到我们的工作开创了微孔聚合物的新应用，是微孔聚合物的五个主要应用之一。
3、共轭有机小分子电解质作为 CIL 在 OSCs 中的应用。
一系列金属酞菁衍生物已经被合成并被成功地应用到 OSCs 中作为 CIL。水溶性的钒酞菁衍生物和醇溶性的锌酞菁衍生物作为阴极界面层使 PTB7:PC71BM 为活性层的 OSCs 的 PCE 分别达到了 8.12%和 8.52%(J. Mater. Chem. A, 2014, 2, 12484; J. Mater. Chem. A, 2015, 3, 4547; Solar Energy Mater. Solar Cells, 2015, 141, 93)。并且通过 UPS 和 XPS 研究揭示了金属酞菁衍生物作为 CIL 的作用机理（J. Phys. Chem. C, 2017, 121, 21244.)。使用喹吖啶酮衍生物 DCNQA-PyBr 为 CIL 使 PTB7:PC71BM 为活性层的 OSCs 的 PCE 达到了 8.23%。更重要的是因为 DCNQA-PyBr 具有高的电子迁移率和导电率，所以它在 OSCs 中的厚度可以做到 40nm。这说明这种 N 型分子是一种有希望用于大面积卷对卷 OSCs 生产的阴极界面材料（J. Mater. Chem. A, 2016, 4, 2169.）。异靛蓝衍生物 IIDTh-NSB 已经被合成并成功地应用到 OSCs。在 PTB7:PC71BM 为活性层，IIDTh-NSB 为 CIL 的 OSCs 中，PCE 可到 9.12%（ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, 8, 32823.）。
4、通过 ZnO 的掺杂提升反式 OSCs 的器件性能。
异靛蓝衍生物 IIDTh-NSB 作为 ZnO 的修饰材料已被应用到反式 OSCs 中。当 0.2 mg/mL 的 IIDTh-NSB 被旋涂到 ZnO 表面，基于 PTB7:PC71BM 为活性层的反式 OSCs 的 PCE 可达 8.88%。当用 1.0wt% 的 IIDTh-NSB 直接掺杂 ZnO 时，反式 OSCs 的 PCE 也可达 8.50%。这些结果都表明 IIDTh-NSB 是一个非常有应用前景的 ZnO 修饰材料（ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9, 42969.）。另外我们还系统研究了碱金属氟化物（AMFs）作为 ZnO 的掺杂剂提高反式 OSCs 器件性能的作用机理。XPS 结果呈现 AMFs 的引入减少了 ZnO 表面的氧缺陷态。SEM-EDS 和 XPS 深度剖析结果表明 ZnO:NaF
表面的钠离子数量明显高于 ZnO:KF 表面的钾离子数量及 ZnO:CsF 表面的铯离子数量，因此钠离子有更多的机会接触到 ZnO 表面的缺陷。所以含有 ZnO:NaF 的器件呈现了最高的器件性能（J. Phys.Chem. C, 2018, 122，24542.）。

代表成果

1. T. Yang，Y. Liu, J. Qiu, H. W. Zhang, F. H. Li*, Y. Wang*, Quinacridone-based Small Molecule Acceptor as a Third Component in Ternary Organic Solar Cells, Chem. Eng. J., 2022, 432, 134405.
2. J. Qiu, Y. Zhang, Y. Liu, H. R. Liu, D. D. Xia, F. Yang, C. W. Zhao, W. W. Li, L. X. Wu, F. H. Li*，Surfactant-Encapsulated Polyoxometalate Complex as a Cathode Interlayer for Non-fullerene Polymer Solar Cells, CCS Chem. 2021, 3, 1316.
3. C. –Y. Tsai, Y. –H. Lin, Y. –M. Chang,* Y. C. Liang, C. C. Liu, J. Qiu, L. X. Wu, C. Y. Liao, H. S. Tan, Y. –C. Chao, S. –F. Horng, H. –W. Zan, H. –F. Meng,* F. H. Li*, Large area organic photovoltaic modules fabricated on a 30 cm by 20 cm substrate with a power conversion efficiency of 9.5%, Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2020, 218, 110762.
4. Y. C. Chen, S. M. Zhang, Q. M. Peng, L.X. Wu, * F. H. Li,* Y. Wang, Effect of alkyl chain length of the ammonium groups in SEPC-CIL on the performance of polymer solar cells, J. Mater. Chem. A, 2017, 5, 15294.
5. Y. C. Chen, S. Wang, L. W. Xue, Z. G. Zhang, H. L. Li,* L. X. Wu, Y. Wang, F. H. Li,* F. L. Zhang, Y. F. Li, Insights into the working mechanism of cathode interlayers in polymer solar cells via [(C8H17)4N]4[SiW12O40], J. Mater. Chem. A, 2016, 4, 19189.
6. W. P. Chen, J. J. Lv, J. X. Han, Y. C. Chen, T. Jia, F. H. Li,* Y. Wang,* N-type cathode interlayer based on dicyanomethylenated quinacridone derivative for high-performance polymer solar cells, J. Mater. Chem. A, 2016, 4, 2169.
7. B. Guo, W. L. Zhou, M. C. Wu, J. J. Lv, C. Z. Yu, F. H. Li,* Z. H. Hu, Improving efficiency of polymer solar cells via a treatment of methanol:water on the active layers, J. Mater. Chem. A, 2016, 4, 9644.
8. T. Jia, W. L. Zhou, Y. C. Chen, J. X. Han, L. Wang, F. H. Li,* Y. Wang,* Highly efficient polymer solar cells based on a universal cathode interlayer composed of metallophthalocyanine derivative with good film-forming property, J. Mater. Chem. A, 2015, 3, 4547.
9. C. Gu, Y. C. Chen, Z. B. Zhang, S. F. Xue, S. H. Sun, K. Zhang, C. M. Zhong, H. H. Zhang, Y. Lv, F. H. Li,* F. Huang,* Y. G. Ma,* Achieving high efficiency of PTB7-based polymer solar cells through integrated optimization of both anode and cathode interlayers, Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1301771.
10. C. Gu, Y. C. Chen, Z. B. Zhang, S. F. Xue, S. H. Sun, K. Zhang, C. M. Zhong, H. H. Zhang, Y. Y. Pan, Y. Lv, Y. Q. Yang, F. H. Li,* S. B. Zhang, F. Huang,* Y. G. Ma,* Electrochemical route to fabricate film-like conjugated microporous polymers and application for organic electronics, Adv. Mater. 2013, 25, 3443.

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