聚合物太阳能电池材料地研究进展.doc

课程名称:高等物理化学论文题目:聚合物太阳能电池材料的研究进展姓名:廉萌学号:3112106006聚合物太阳能电池材料的研究进展摘要:聚合物太阳能电池由于成本低廉、轻薄、材料分子结构的可设计性等优点成为近年来太阳能电池研究与开发的热点。但是,光电转化效率较低一直是制约此类电池商业化的关键问题。影响材料转化效率的因素主要为带隙的控制与出载流子的传输性能。本文介绍了聚合物太阳能电池的工作原理,结构,以及目前常见的几类分子材料,并对其应用现状与前景进行了展示。关键字:,又称有机光伏电池。它是以有机半导体材料作为实现光电转化效应材料的太阳能电池。有机太阳能电池与无机太阳能电池的载流子产生过程不同。有机半导体材料吸收光子产生激子,激子再离解成自由载流子从而产生光电流。一般认为,有机太阳能电池的作用过程由三部分组成:(1)光激发产生激子;(2)激子再给体-受体界面解离;(3)电子和空穴的迁移及其在各自电极的收集,形成电流。其器件的结构图如图1所示:图1-聚合物太阳能电池结构从效率上看,目前的无机太阳能电池虽然早已达到应用标准,实现了产业化,但是发电成本高居不下,因此限制了大规模推广。有机太阳能电池的出现将在不久的将来改变这一现象。因为能够在多种材质表面印制的有机太阳能电池不仅生产成本低,而且有机材料容易制成薄膜,甚至可以将有机薄膜制备在弯曲,乃至可折叠的基片上,便于制作成各种形状。制作方法简单,如可用涂布、喷墨打印等加工技术来制备。有机太阳能电池可广泛应用于通信、建筑、交通、照明等领域。例如用作手机太阳能充电电池;或直接贴在建筑物玻璃幕墙上,用于室内供电;甚至可以装在商店和居室户外的遮阳卷帘棚上,既可以遮阳,又可以供电。用于有机太阳能电池的有机半导体材料的另一个优点就是具有高的吸光效率。且吸收波长范围可通过分子结构的改变来调节,因此通常器件的活性层可以做到很薄,。这也是人们一直对有机分子材料寄予厚望的重要原因之一。有机半导体材料的导电性能使其在制造薄型轻质电池、高分子聚合物电池方面有着极其广阔的应用前景。基于有机半导体材料的有机太阳能电池正在向能量转换效能的提升、器件寿命的延长及发展低成本制造技术的目标前进。一般认为,7%的转换效率是有机太阳能电池大规模商用的临界点。叠层型有机太阳能电池的理论转换效率高达15%。预计今后数年内,有机太阳能电池的能量转换效率可提高至10%以上,并将很快并大规模地进入商品化市场。如美国Konarka科技在德国法兰克福召开的有机半导体技术国际会议(OSC-08)上,该公司首席技术官ChristophBrabec介绍了正在开发之中的有机薄膜太阳能电池的前景,并乐观的表示“有机薄膜太阳能电池的电力转换效率达到20%不存在本质障碍”。本综述将着重介绍有机聚合物光伏材料的研究进展。2聚合物光伏材料聚合物太阳能电池光伏材料主要包括电子给体和电子受体材料二大类,它们构成P/N结或本体异质结为此类电池的正常工作提供了保证。。其作为电子受体材料与电子给体形成共混型的D/A型互穿网络结构综合了两种材料的优点,既利用了无机纳米晶载流子迁移率高、化学稳定性好,特别