化學與前沿科技（有機光電材料）試題一、選擇題（每題3分，共30分）2025年3月，朱曉張課題組在喹喔啉基非富勒烯受體材料研究中取得新進展，其核心突破在于通過分子設計調(diào)控材料的：A.光吸收范圍B.載流子遷移率C.結(jié)晶度D.以上均是中科院團隊提出的“僅材料成本（MOC）”計算模型中，PBDB-TCl材料的成本降低至：A.10.25美元/克B.14.63美元/克C.18.90美元/克D.22.37美元/克宋延林/喬雅麗團隊開發(fā)的鈣鈦礦光伏器件印刷制備方法，主要解決了傳統(tǒng)制備工藝中的：A.材料浪費問題B.界面缺陷問題C.大面積均勻性問題D.高溫依賴問題非稠環(huán)受體TBT-26在有機太陽能電池中實現(xiàn)的能量轉(zhuǎn)換效率為：A.15%B.17%C.19%D.21%2025年全球有機光電材料市場規(guī)模預計達到千億級別，其中占比最大的應用領域是：A.有機發(fā)光二極管（OLED）B.有機太陽能電池（OPV）C.有機場效應晶體管（OFET）D.光電傳感器尹守春教授團隊采用的“三元策略”優(yōu)化低分子量聚合物給體，其核心是引入：A.第三組分調(diào)節(jié)能級匹配B.納米顆粒增強光吸收C.界面修飾劑抑制電荷復合D.柔性鏈段提升機械性能朱曉張教授提出的醌型有機光電材料設計理念，關鍵在于利用芳香與醌式共振的：A.協(xié)同效應B.拮抗效應C.疊加效應D.量子隧穿效應萬潤股份推進的“新型光電材料高端生產(chǎn)基地”主要聚焦于：A.鈣鈦礦量子點B.共軛聚合物C.光電功能中間體D.柔性基底材料有機太陽能電池中，“電壓損失”的主要來源是：A.激子結(jié)合能過高B.電荷傳輸阻抗C.界面態(tài)復合D.光吸收范圍窄2025年光電材料行業(yè)政策推動的重點方向不包括：A.綠色溶劑替代B.可降解器件研發(fā)C.重金屬元素摻雜D.回收利用技術二、填空題（每空2分，共20分）宋延林團隊開發(fā)的“一版多印”印刷技術通過控制液體的________行為實現(xiàn)功能材料的精確圖案化。中科院團隊提出的低成本OPV材料設計雙路徑為簡化結(jié)構(gòu)和________。有機光伏器件的“僅材料成本（MOC）”計算需考慮________和原料價格兩個核心因素。吳圣釩課題組研究的鈣鈦礦光電材料面臨的主要挑戰(zhàn)是________問題。光電催化尿素分解反應中，陽極半反應的關鍵中間體是________。章宇超團隊在水氧化反應研究中通過________降低反應勢壘。非富勒烯受體材料相比傳統(tǒng)富勒烯衍生物具有________可調(diào)范圍更廣的優(yōu)勢。有機光電材料的機械柔性使其在________電子設備領域具有獨特應用價值。李永舫課題組利用________修飾窄帶隙小分子受體，提升了器件的穩(wěn)定性。全球有機光電材料市場CR5企業(yè)的銷售額占比超過________%。三、簡答題（每題10分，共30分）簡述非稠環(huán)受體材料實現(xiàn)“低成本-高效率”平衡的分子設計策略，并舉例說明TBT-26的結(jié)構(gòu)優(yōu)化要點。分析鈣鈦礦光伏器件印刷制備過程中的三個關鍵工藝參數(shù)，并說明宋延林團隊如何通過潤濕調(diào)控解決這些問題。比較有機太陽能電池與無機太陽能電池在產(chǎn)業(yè)化進程中的優(yōu)劣勢，結(jié)合2025年最新進展討論OPV的商業(yè)化突破點。四、計算題（10分）某實驗室合成的非富勒烯受體材料Y6衍生物，其吸收光譜覆蓋300-900nm，摩爾消光系數(shù)為1.2×10^5L·mol?1·cm?1。在有機太陽能電池中，活性層厚度為100nm，材料填充因子為0.75，開路電壓0.85V，短路電流密度25mA/cm2。（1）計算該材料的光吸收系數(shù)（單位：cm?1）；（2）若入射光功率密度為100mW/cm2，計算電池的能量轉(zhuǎn)換效率；（3）對比2025年中科院團隊報道的19%效率器件，分析該材料的性能差距可能源于哪些因素。五、綜合論述題（20分）以“有機光電材料的可持續(xù)發(fā)展”為主題，從分子設計、制備工藝、器件應用三個維度，結(jié)合2025年最新研究成果（如生物質(zhì)衍生材料、印刷電子技術、可穿戴器件等），論述如何實現(xiàn)“性能-成本-環(huán)?！钡娜瞧胶?。要求至少引用3個2025年的代表性研究案例，并指出未來5年該領域的關鍵科學問題。六、實驗設計題（20分）設計一個基于喹喔啉衍生物的有機光電探測器制備方案，要求：（1）列出材料合成路線（包含關鍵中間體結(jié)構(gòu)）；（2）選擇合適的器件結(jié)構(gòu)并說明各層功能；（3）設計光電響應性能測試的三個核心指標及測試方法；（4）結(jié)合朱曉張團隊的研究成果，提出一種提升探測器穩(wěn)定性的分子修飾策略。七、案例分析題（20分）閱讀以下材料，回答問題：【材料】2025年3月，某公司宣布其有機太陽能電池模組生產(chǎn)線實現(xiàn)量產(chǎn)，采用“非稠環(huán)受體+低成本聚合物給體”體系，模組效率15.2%，材料成本降至傳統(tǒng)硅基電池的1/3。但在戶外測試中發(fā)現(xiàn)，6個月后效率衰減30%，主要表現(xiàn)為活性層出現(xiàn)微裂紋和相分離。（1）從化學角度分析效率衰減的可能機制（至少列舉兩點）；（2）參考宋延林團隊的印刷工藝和李永舫團隊的氫鍵修飾策略，提出兩種器件穩(wěn)定性提升方案；（3）若該公司計劃開拓可穿戴設備市場，還需解決哪些關鍵技術問題？八、前沿展望題（20分）結(jié)合2025年有機光電材料領域的突破性進展（如醌型材料、三元策略、印刷技術等），預測未來三年該領域可能出現(xiàn)的三個顛覆性技術方向，并從化學原理層面分析其可行性。要求每個方向需包含：（1）核心科學問題（2）關鍵材料體系（3）潛在應用場景（4）產(chǎn)業(yè)化瓶頸（注：全卷共150分，考試時間180分鐘）本文試題設計緊密結(jié)合2025年有機光電材料領域的最新研究成果，涵蓋材料設計、器件制備、性能測試、產(chǎn)業(yè)應用等全鏈條知識，既考查基礎理論又注重創(chuàng)新思維。選擇題和填