有机太阳能电池

1、定义：定义：有机太阳能电池，就是由有机材料构成核心部分，基于有机半导体的光生伏特效应，通过有机材料吸收光子从而实现光电转换的太阳能电池。 发展历程和现状：发展历程和现状：1958：第一个有机光电转化器件由Kearns和Calvin制备成功，其主要材料为镁酞菁（MgPc），夹在两个功函数不同的电极之间。在那个器件上，他们观测到了200 mV的开路电压。1986：华人邓青云博士，改进了器件核心结构，由四羧基苝的一种衍生物（PV）和铜酞菁（CuPc）组成的双层膜。他制备的太阳能电池，光电转化效率达到1左右。 有机太阳能电池的简介：有机太阳能电池的简介：.有机太阳能电池常有机太阳能电池常用材料用材料分

2、子量的大小分类:有机小分子材料有机聚合物材料小分子材料：小分子材料：是一些含共轭体系的染料分子，它们能够很好地吸收可见光从而表现出较好的光电转换特性，具有化合物结构可设计性、材质较轻、生产成本低、加工性能好、便于制备大面积太阳能电池等优点。但由于有机小分子材料一般溶解性较差，因而在有机太阳能电池中一般采用蒸镀的方法来制备小分子薄膜层。有机太阳能电池器件中常用的小分子材料主要有酞著、叶琳、并五苯和富勒烯等聚合物材料：聚合物材料：太阳能电池上应用的聚合物首先必须是导电高分子，并且聚合物的微观结构和宏观结构都对聚合物材料的光电特性有较大影响。导电性聚合物的分子结构特征是含有大的电子共扼体系，而聚合物

3、材料的分子量影响着共扼体系的程度。材料的凝聚状态(非晶和结晶)、结晶度、晶面取向和结晶形态都会对器件光电流的大小有影响。常用的聚合物材料：聚苯撑乙烯撑(PPV)衍生物,如MEH-PPV和MDMO-PPV:聚对苯(PPP)衍生物,如RO-PPP和FP-PPP;聚乙烯基咔哇(PVK)类、聚噬吩(Pm)衍生物、聚苯胺(PANI)等等.有机太阳能电池的结构有机太阳能电池的结构1。肖特基型有机太阳能电池：首例有机太阳能电池器件结构，基本的物理过程为:有机半导体内的电子在太阳光照射下被从HOMO能级激发到LUMO能级，产生电子一空穴对。电子被低功函数的电极提取，空穴则被来自高功函数电极的电子填充，从而形成

4、光电流。光激发形成的激子，只有在肖特基结的扩散层内，依靠节区的电场作用才能得到分离。而其它位置上形成的激子，必须先移动到扩散层内才可能形成对光电流的贡献。但是有机分子材料内激子的迁移距离相当有限的，通常小于10nm。所以大多数激子在分离成电子和空穴之前就复合掉了，导致了其光电转换效率较低。3。体异质结型有机太阳能电池利用共扼聚合物C60体系的光诱导电子转移理论,将共扼聚合物MEH一PPv和富勒烯(C00)的衍生物PCBM按一定的比例掺杂制成体异质结结构，由于两种材料互相掺杂，掺杂尺寸在几个至几十纳米之间，这样，在掺杂层内任何一处形成的激子都可以在其扩散长度之内到达界面处分离形成电荷，因而可以获

5、得极高的激子分离效率。4。叠层结构太阳能电池单个太阳能电池对于太阳光的吸收总是有一定范围的，因为不论是哪一种太阳能电池材料，由于其禁带宽度的限制，使得材料都不可能在很宽的光谱范围内有良好的光谱响应，这种结构将两个或三个不同带隙宽度的单结电池串联起来，将太阳光谱的各个波段更有效地利用，从而提高了光电转换效率。优点优点成本低成本低质量轻质量轻材料来源广泛材料来源广泛制备工艺简单制备工艺简单可做在柔性衬底上可做在柔性衬底上可大面积生产可大面积生产材料的光及电特性可调整材料的光及电特性可调整缺点缺点 效率低效率低 寿命短寿命短有机太阳能电池优缺点有机太阳能电池优缺点蔬菜工厂的柔性有机太阳能电池 ，节能

6、环保。主要表现在削减植物工厂的电力成本及CO2排放量。 日本产业技术综合研究所太阳光发电研究中心、三菱商事和TOKKI联合研制的观赏植物式有机薄膜太阳能电池。该电池由塑料底板、酞菁层、富勒烯层等层叠压制而成。每个叶片包含8个约7.5 cm2的串联太阳能电池单元，形成了约60 cm2的太阳能电池模块。 有机太阳能电池技术可为小型移动设备(例如MP3播放器)供电 有机薄膜太阳能电池模块 利用有机薄膜太阳能电池模块试制的皮包 有机太阳能电池需要解决的问题有机太阳能电池需要解决的问题有机太阳能电池要想实现商业化，关键问题是电池的各种性能参数尤其是总光电转换效率的提高，以下是几个关键的方面：n电池的运作机理：目前机理