咔唑基聚合物太阳能电池材料的研究进展

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1、咔唑基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因制备简单、成本低、质量轻等特点，越来越引起学术界的重视并成为研宂的热点。首先回顾了聚咔唑衍生物太阳能电池的研宂历程，然后对聚咔唑衍生物/PCBM、P3HT/聚咔唑-无机纳米晶等聚咔唑衍生物系列太阳能电池作了重点介绍，最后针对聚咔唑衍生物太阳能电池存在的问题提出了相应的解决方案。关键词太阳能电池聚咔唑衍生物窄带隙ResearchprogressofpolymersolarcellsbasedonpolycarbazolederivativesAbstractPolymersolarcellsha

2、veattractedmuchattentionwiththeadvantagesofsimplepreparation，lowcostandlowweight，andbecomeahotresearchpot.Thepaperreviewstheresearchprogressofpolycarbazolederivativessolarcells,andmainlyintroducestheseriesofpolycarbazolederivativessolarcellssuchasPCDTBT/PCBMpolycarbazole/deriva

3、tives-nanocrystalsandsoon.Atlast，somesolutionsareofferedtosolvetheapplicationproblemsofpolycarbazolcderivativespolymersolarcells.Keywordssolarcells；polycarbazolederivatives;narrowbandgap随着全球对能源需求的口益增加，石油、煤炭、天然气等传统能源已不能满足人类发展的需要。同时，传统能源在开发、利用时所产生的环境污染及温室效应也是人类社会而临的最为紧迫的问题之一。太阳能是

4、绿色环保的能源，分布广泛，不受地域限制，易于收集。利用太阳能m最有效的手段是光伏技术，即将太阳能转变为电能，便于储存和运输。基于无机硅或半导体的光伏电池生产成本非常高，且在制造的过程中会产生一些剧毒的物质；而聚合物太阳能电池却具有重量轻、可用湿法成膜（旋转涂膜、喷墨打印以及丝网印刷）的廉价大而积制造技术，以及可制成柔性、特种形状器件等优点。但是目前所开发的聚合物太阳能电池效率普遍都还比较低，II性能还不稳定，离商业化还有很长的一段路要走。介绍了以咔唑基窄带隙共轭聚合物作为电子给体太PH能电池及聚咔唑衍生物-无机纳米晶电子受体材料，并对基于聚咔唑衍生物

5、的太阳能电池的前景进行展望。1聚咔唑衍生物太阳能电池的研究历程咔唑类聚合物屮，发现最早、研究最充分的聚合物太阳能电池材料是聚乙烯基咔唑（PVK）,它的侧基上带有大的电子共轭体系，可吸收紫外光，激发出的电子可以通过相邻咔唑环形成的电荷复合物自由迁移。常用12、SbCl3、TNF及TCNQ（硝基二苯乙烯基苯衍生物合四氰醌）等对其进行掺杂W。1992年，N.S.Sariciftci等［3］在Science上报道了以共轭聚合物为电子给体材料、C60为电子受体材料之间的光诱导电荷转移现象。过程中，当电子给体材料与电子受体材料在S合光的照射下，光诱导产生的电子即

6、转移给受体，而光诱导产生的空穴则转移给给体材料。经实验证实，这一电子转移过程要比光荧光辐射跃迁要快3〜4个数量级。这样光生电荷的发光复合就可以被有效地阻止，从而使电荷的分离效率大幅提高。而这种物理现象的发现使共轭聚合物运用于太阳能电池成为可能，与此同时聚合物光电转换器件的效率也有了大幅提商。2006年，Li［4j等合成得到了一种新的聚咔唑衍生物（PCz,图1-1）,以茈四羧酸二酰亚胺（PDI,图1-2）为受体基元，在太阳光谱激发下得到0.6%的光电转化效率。咔唑基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因制备简单、成本低、质量轻等特点，越来

7、越引起学术界的重视并成为研宂的热点。首先回顾了聚咔唑衍生物太阳能电池的研宂历程，然后对聚咔唑衍生物/PCBM、P3HT/聚咔唑-无机纳米晶等聚咔唑衍生物系列太阳能电池作了重点介绍，最后针对聚咔唑衍生物太阳能电池存在的问题提出了相应的解决方案。关键词太阳能电池聚咔唑衍生物窄带隙ResearchprogressofpolymersolarcellsbasedonpolycarbazolederivativesAbstractPolymersolarcellshaveattractedmuchattentionwiththeadvantagesofsimp

8、lepreparation，lowcostandlowweight，andbecomeahotresearc