聚合物太阳能电池材料研究进展.doc

聚合物类太阳能电池材料的研究进展摘要:本文介绍了几种常见的聚合物太阳电池材料。综述了聚合物太阳电池材料的合成、发展历史和现状,其中对电子给体材料和受体材料两类进行重点详细的描述,并对其应用前景进行了展望。关键词:聚合物;太阳能电池;给体材料;受体材料太阳能是最重要的可再生能源和人类惟一取之不尽的清洁能源。目前利用太阳能最有希望的工具是基于半导体的光生伏打效应直接将太阳能转化为电能的太阳能电池。在过去的十几年中,光伏市场高速增长,前景十分诱人。有机半导体尤其是共轭聚合物是一类很有前途的光伏材料,它们易于制备与纯化,具有柔性,质量轻,可根据需要进行化学修饰,表现出高的开路电压(大于2V)。聚合物太阳能电池一般为三明治夹心结构,由ITO导电玻璃(正极),聚合物光活性层和Al(负极)组成。当光从某一侧照射活性层时,产生光伏效应形成光电流。,从共轭聚合物向富勒烯存在光诱导电子转移和20世纪90年代建立本体异质结构型以来,聚合物太阳能电池获得了长足的进展,效率达到5%-7%,具有极大的发展潜力,未来的研究重点是开发新型的聚合物光伏材料。(PPVs)自从1990年剑桥大学卡文迪许实验室成功合成出PPV(poly(phenylenevinylene))以来,共轭聚合物在电致发光领域的研究迅速发展起来。最近十几年的研究发现,该类共轭聚合物光伏太阳能电池方面同样有着优异的性能,并且易于合成,性能稳定,与富勒烯构成的本体异质结器件的效率最高。(PThs)聚噻吩类(PThs)主要是含有长链取代烷基的聚噻吩,比如聚3-丁基噻吩,聚3-己基噻吩和3-辛基噻吩等。其与富勒烯复合构成本体异质结的效率与PPV衍生物相近。,当其主链含有芳***共聚单元后,表现出较强的空穴传导能力。当其与含有苯并噻二唑共聚单元的聚芴(F8BT)构成本体异质结后,表现出了光伏效应。。。按窄带隙聚合物材料的结构分类,简要总结了不同种类窄带隙共轭聚合物类太阳能电池材料的设计、合成及器件性能,并指出了该研究领域目前还存在的问题和今后发展的方向。【1】目前聚合物太阳能电池最常用的电子给体材料是PPVs及PThs,它们的能带隙(EG=2。0eV-)不能很好地与太阳发射光谱()匹配。根据能带隙控制工程原理,设计合成出与太阳光谱匹配较好的低能带聚合物(Eg<),能达到提高光富集效率的目的,这一方向越来越受到重视。2001年vanDuren,)来扩大光谱响应,提高光子的富集效率。-:及其衍生物是一类强荧光染料,但也可作为光伏材料,当其作受体与PPVs或PThs构成光伏器件时,表现出光伏效果。二酰亚***研究得较多,比较常用的亚***有PV,PPEI,EP-PTC及MPP。给体材料相同时,虽然这些亚***受体与富勒烯相比,效率不及后者