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1、聚合物太阳能电池及材料概述聚合物太阳能电池及材料概述近年来，随着全球能源需求量的逐年增加及一次性能源的逐渐枯竭，人们把眼光投向了氢能、太阳能等可再生能源。而太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源，是未来最有希望的能源之一。同时，由于太阳能光伏发电具有安全可靠、无污染、制约少、故障率低、且维护简便等诸多优点，从而为人类大规模利用太阳能开辟了广阔的前景。而通过有效的现代技术，如真空镀膜、分子组装等技术所制备的柔性聚合物太阳能电池器件，成本低廉、合成工艺简单、容易加工和成膜、电池制作的结构可多样化。基于以上优点，聚合物太阳能电池材料的开发和研究引起了广大科学者的广泛关注。聚合物太阳能电池工作原理聚
2、合物太阳能电池的基本工作原理与无机太阳能电池相似，概括的说是基于半导体异质结(pn结)或金属半导体界面附近的光生伏特效应(PhotovohaicEffect)。具体过程为：在光照下，给体和受体分子被激发至各自的激发态，即电子从最高占有分子轨道(HOMO)激发到最低未占有分子轨道(LUMO)，从而产生了电子一空穴对(激子)。然后，给体中的光生电子快速的转移至受体，同时受体中的光生空穴快速的转移至给体。这个转移过程在几个皮秒内完成，从而有效地阻止了光激发元的发光复合，导致了高效的电荷分离。这样，在外场作用下，电子和空穴分别向阳极和阴极迁移，运动形成了光电流。聚合物太阳能电池材料1电子给体材料常见的
3、电子给体材料主要有聚对苯撑乙烯类(PPV)、聚芴类(PF)、聚噻吩类(PT)等。2聚芴(vr)及其衍生物3聚噻吩(Pr)及其衍生物聚噻吩化合物具有类似芳香环的结构，且环境稳定性好、具有良好的溶解性、成膜性好、具有很高的迁移率和光谱响应等特点，是做光伏电池的理想材料。而且可通过简单的主链上的取代反应来修饰聚合物改变其性能，使其带隙降低，从而得到与太阳光谱相匹配的窄带隙聚合物。电子受体材料富勒烯衍生物是目前研究最多的电子受体材料。原因在于富勒烯分子为叮r电子共轭体系，具有较高的表面能，易吸收电子，且从激子中产生的电子可在富勒烯网络结构中传输。然而，未加修饰的富勒烯分子的溶解性较差、易聚集，成膜性较差。因此，为提高其溶解性，一般采用在富勒烯分子上接枝的方法。最常见的是6，6一PCBM。通过增加聚合物薄膜中富勒烯组分的比例的方法，从而提高太阳能电池的转换效率。展望虽然聚合物太阳能电池的光电转换效率已经达到了6左右，但是与成熟的无机太阳能电池相比，聚合物太阳能电池的光谱匹配、光电性能及稳定性方面还较低。因此，要想获得光谱响应和光电转换效率较好的聚合物太阳能电池需从以下几点着手：(1)形成聚合物材料的单体具有较大的刚性结构，且易通过烷基化等方式提高其溶解性；(2)在聚合物中引入窄带隙的共轭单元，从而增加共轭程度，降低带隙；(3)开发新的电子受体聚合物材料等。谢谢大家观看！
