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《聚合物_纳米粒子结构光伏电池的研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、聚合物/纳米粒子结构光伏电池的研究进展/陈少杰等·113·3聚合物/纳米粒子结构光伏电池的研究进展陈少杰,张秋禹,张力,尹常杰(西北工业大学理学院,西安710129)摘要从聚合物/纳米粒子结构光伏电池的工作原理出发,分别介绍了聚合物/富勒烯衍生物结构光伏电池和聚合物/无机半导体结构光伏电池各自的研究进展,同时比较了这2种结构光伏电池的性能,提出了目前开发聚合物/纳米粒子结构光伏电池所存在的问题与挑战。关键词聚合物纳米粒子富勒烯衍生物无机半导体性能比较文献标识码:ARecentDevelopmentsofPolymer/N
2、anoparticlePhotovoltaicCellsCHENShaojie,ZHANGQiuyu,ZHANGLi,YINChangjie(SchoolofScience,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710129)AbstractTheworkingprincipleofphotovoltaiccellswithconjugatedpolymer/nano2particlestructure,andtherecentdevelopmentsofphotovoltai
3、ccellswithpolymer/fullerenederivativestructureandpolymer/inorganicsemicon2ductorstructureareintroducedrespectively.Meanwhile,performanceofthesetwostructuralphotovoltaiccellsarean2alyzedandcompared.Finally,thecurrentproblemsofpolymer/nano2particlestructurephotovol
4、taiccellsareputfor2ward.Keywordspolymer,nanoparticle,fullerenederivative,inorganicsemiconductor,propertiescomparison个激子,在内建电场的作用下该激子快速扩散到P3HT/纳0引言米粒子界面,由于供受体亲电性的不同导致激子分离,电子太阳能是一种取之不尽、用之不竭的无污染洁净能源,和空穴分别流向阳极和阴极,形成电流。不同电子供体(聚[1]是未来最有希望解决能源危机的重要能源。自1954年第合物)的HOMO与不同电
5、子受体(纳米粒子)的LUMO之间一块单晶硅太阳能电池问世以来,以半导体Si材料为主的光存在不同的能隙(如图1中VOC所示),为此,可以通过选择合伏材料的研究已经取得了巨大进步,目前光电转换效率高达适的电子供体和电子受体,使VOC值尽可能大,有利于激子的[2]25%。但Si晶体的制造工艺复杂、要求苛刻、价格昂贵,大分离。大限制了其规模化。因此,有机半导体材料以其原料易得、廉价,制备工艺简单及可大面积制备等优点,日益受到广大科研工作者的青睐。目前,对于有机光伏电池的研究普遍采用聚合物/纳米粒子供受电子的结构,其中主要包括聚合
6、物/富勒烯衍生物结构(Polymer/PCBM)和聚合物/无机半导体结构(Polymer/inorganicsemiconductor)2种体系。本文从上述2种光伏电池的结构体系出发,分别介绍其各自的研究进展,并对该2种结构体系的光伏电池进行了性能比较。1聚合物/纳米粒子结构光伏电池的工作原理在聚合物/纳米粒子组成的光伏电池中,聚合物通常作为电子供体(Donor),而纳米粒子(主要是富勒烯衍生物和无机半导体)作为受体(Acceptor)。图1是常用聚合物/纳米粒图1聚合物/纳米粒子结构光伏电池的能级子结构光伏电池的能级分
7、布及工作原理示意图。分布及工作原理示意图从图1中可以看出,聚合物P3HT的能隙为2.1eV,当Fig.1Energylevelsandprinciplesoperationfor聚合物吸收光子的能量超过2.1eV时,聚合物上便会产生一nanoparticle2polymerphotovoltaiccells3西北工业大学基础研究基金(W018102)陈少杰:男,1982年生,博士生,主要从事有机光电材料的研究E2mail:csj_1982@mail.nwpu.edu.cn·114·材料导报:综述篇2010年5月(上)第2
8、4卷第5期表1、表2分别例举了一些常用聚合物及纳米粒子相关伏电池的研究已开展得比较深入,目前该体系的最高光电转[22]的电化学参数。从表中可以看出聚合物PBTTT具有较大的换效率是由JianhuiHou课题组所研制的光伏电池,其电太阳光谱覆盖,能产生更多的激子数量,但其制备过程相对池结构为ITO/PEDOT/PBDT
