有机光伏材料与器件研究的新进展

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1、有机光伏材料与器件研究的新进展有机光伏材料与器件研究的新进展.txt两个男人追一个女人用情浅的会先放弃。两个女人追一个男人用情深的会先放弃。╰︶￣—你的话，我连标点符号都不信男女授受不亲，中国哪来13亿人口。本文由5wgck7xiz2贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。ΠΠ化学通报年第期##进展评述有机光伏材料与器件研究的新进展封伟王晓工清华大学化工系高分子材料研究所北京摘要近几年有机光伏电池应用研究发展迅猛?本文综述了有机光伏薄膜电池在材料包括有机小分子材料与聚合物材料!器件构

2、造方面的最新进展分析了有机聚合物光伏电池目前效率低的主要原因并探讨了该领域进一步研究的方向和前景?关键词光伏电池有机聚合物器件综述ΡεχεντΠρογρεσινΟργανιχΠηοτο?ολιχΜατεριασανδ?ε?σσταλιχεΑβστραχτ×√√2?√∏Κεψωορδσ°2√√°?√√∏2√√√≤∞√√√?√√×÷∏√√√×?≤固态光子器件是利用光量子作用的一类重要器件是通过在固体材料中的电2光或光2电效应等来实现其功能的?光子器件材料的光转变吸收和发光一般包括能量是从近红外到近紫外范围的光子因此光子器件材料的能带宽

3、度一般在1?1?≈?光子器件通常分为三类光源发光二极管!二极管激光器等!光探测器光导体!光二极管等和能量转换器件光伏电池等?利用光伏效应的太阳电池作为重要的清洁能源一直是国内外研究的热点提高效率和降低成本是目前研究的重点≈?传统的光子材料为无机半导体材料如≥!!和≥≤等?但由于这类!°!无机材料制作太阳电池存在生产工艺复杂!成本高!难设计!不透明和制作过程耗能高等不足同时其成熟技术的转换效率已基本达到极限值使进一步改进受到相当大程度的限制?近年来导电聚合物的快速发展使得研究开发低成本太阳电池成为可能≈?共轭导电高分子材料由于在一定

4、程度上同时具有聚合物的柔韧性和可加工性!以及无机半导体特性或金属导电性因而具有巨大的潜在商业应用价值?随着有机聚合物研究向广度与深度的不断发展许多在传统材料中发现的光封伟22男收稿岁博士后现从事有机光电材料与器件研究?22教育部留学回国人员基金资助项目修回##化学通报年第期ΠΠ子现象在有机半导体聚合物中也同样被观测到?用这类聚合物制作的高性能光子器件包括发光二极管!发光电化学电池!光伏电池!光探测器及光电耦等这些器件的很多性能都已达到或超过相应的无机材料器件≈有机聚合物光伏电池以其低成本!可弯曲和大面积的优点倍受学术界和工业部门的

5、关注≈?通常在光伏电池结构中由于所加电极功函数不同而使其存在内建电场内建电场造成能带倾斜而在有些有机光伏电池中发现内建电场与电极的功函数无关而与有机层材料的本身物理特性有关?当聚合物层吸收光后一些光生电子2空穴对将会被电场分离?空穴将会在电场力作用下到达阴极而电子则到达阳极?到达电极的载流子可提供光伏电压作为能源?尽管目前高分子太阳电池光电转换效率低大约为还不能与无机半导体光电池相抗衡但它可作为用于高日照!尚不具备开发价值地区如沙漠等的低值光电转换设备而投入实际应用≈?为此各国研究人员都在不断进行高分子太阳电池的研究期望能得到新的

6、多功能和高效率的光电池?无论从材料角度还是器件角度讲化学家!物理学家和材料学家都对有机光伏电池进行了较深入的研究在获得大量可喜成果的同时也面临着新的挑战如提高光电转换效率等≈?根据等≈推测有机光伏电池的光电转换效率在未来十几年中有望突破如能达到这一转换效率用有机聚合物材料制作的光伏电池将具有巨大的市场?本文在对有机光伏电池的材料方面!器件方面综述的基础上系统分析了影响有机光伏电池目前效率低下的主要因素提出了改善此类电池的一些途径探讨了该研究领域发展的方向?1有机光伏电池基本原理有机光伏电池的基本原理与无机太阳电池类似一定光照射到有

7、机光伏器件后具有能量Ε的光子被有机半导体层吸收就会激发一个电子π从价带跃迁到导带而在价带处留ηΜ在传统的半导体中被激发的电子和形成出空位这一空位被称为空穴ο空穴带有正电荷的空穴会自由地向相反电极方向移动?而在导电聚合物中受入射光子激发而形成的电子和空穴则会以束缚的形式存在成为激子了光电流见图通常这些电子2空穴是在光子激发时形成的如果在电场或在界面处这些电子2空穴对就会分离成电子和空穴也就是所谓的带电载流子它们的迁移就形成图1Φ.1ιγ有机光伏电池基本原理示意图激子的分离和迁移Τηεπρινχιπλοφοργανιχπηοτο?ολ

8、ιχδε?σεταιχε电子和空穴的产生有机材料的激子分离与迁移并非全部有效为了有效地将光能转化成电能必须满足以下条件在有机太阳电池的激活区域光吸收必须尽可能的大光子被吸收后产生的自由载流子必使得有机光伏电须足够的多表明存在内部电场产生的载流子应能