光电转换高分子材料
有机光电材料
电子导电高分子的特点： 高分子链上有共轭π键
n 聚乙炔
Nn 聚吡咯
Sn 聚噻吩
n 聚对苯
CH CH n
聚苯乙炔
NH n
聚苯胺
结构特点
纯净的电子导电聚合物本身导电率并不高，必 须经过掺杂才具备高的导电性。
掺杂是向空轨道注入电子，或是从充满轨道拉 出电子，改变π电子能带的能级，出现半充满能带， 减小能量差，减小电子或空穴迁移的阻力。
太阳能电池是太阳能光伏发电的基础和核心，是 一种光能转变为电能的器件，用适当的光照在上 边之后器件两端会产生电动势。
典型的太阳电池是一个p-n结半导体二极管。 ◆ p-n结的形成过程(N型半导体中含有较多
的空穴，而P型半导体中含有较多的电子，这样， 当P型和N型半导体结合在一起时，就会在接触 面形成电势差，这就是P-N结)。
有机电致发光的研究历史
(1) 1963年Pope等发现有机材料单晶蒽的电致发光现象； (2) 1977年Chiang等发现具有高度共轭结构聚乙炔的导电特性； (3) 1982年Vincett将有机电致发光的工作电压降至30V； (4) 1987年Tang等人首先报道8一羟基喹啉铝薄膜的电致发光； (5) 1990年Friend等报告在低电压下高分子PPV的电致发光现象； (6) 1992年Heeger等发明用塑料作为衬底柔性高分子电致发光器
无机：这种无机原料太阳能电池造价昂贵，因而 与其他一些能源发电比起来缺乏竞争力 。(纵 然如此研究者也不在少数)
有机：未来太阳能电池的主流发展方向强调的 是更轻便、更灵活，最重要的是，更便宜。因 而目前 有机太阳能的现状是：研究机构纷纷投 身研究有机太阳能，企业也纷纷涉足有机太阳 能。
功能性高分子材料科学-感光性高分子材料和聚合方法
O－O N－N C－S C－N
138.9 160.7 259.4 291.6
C－Cl C－C C－O N－H
328.4 347.7 351.5 390.8
C－H H－H O－H C=C
413.4 436.0 462.8 607
比较可见，λ=200～800nm的紫外光和可见光的能量足以使大部分化学键断裂。
3 感光性高分子材料
当pH＞8时，HCrO4－不存在，则体系不会发生光化学 反应。利用这一特性，在配制感光液时，加入氨水使之 成碱性，可长期保存，不会反应。成膜时，氨挥发而使 体系变为酸性，光化学反应能正常进行。重铬酸铵（见 下表）是最理想的增感剂，也是因为上述原因。
铬系感光剂的相对感度
感光剂
蛋白朊 阿拉伯树胶
2 光化学反应的基础知识
2.1 光的性质和光的能量 物理学的知识告诉我们，光是一种电磁波。在
一定波长和频率范围内，它能引起人们的视觉，这 部分光称为可见光。广义的光还包括不能为人的肉 眼所看见的微波、红外线、紫外线、X 射线和γ射 线等。
2 光化学反应的基础知识
现代光学理论认为，光具有波粒二相性。光的 微粒性是指光有量子化的能量，这种能量是不连续 的。光的最小能量微粒称为光量子，或称光子。光 的波动性是指光线有干涉、绕射、衍射和偏振等现 象，具有波长和频率。光的波长λ和频率ν之间有 如下的关系：
功能高分子材料
高科技隐身材料
感光性高分子
photosensitive polymers
1 概述
感光性高分子是指在吸收了光能后，能在分子内或分子间产生 化学、物理变化的一类功能高分子材料。而且这种变化发生后， 材料将输出其特有的功能。从广义上讲，按其输出功能，感光性 高分子包括光致抗蚀材料、光致诱蚀材料、光致变色材料、光能 储存材料、光记录材料、光导电材料、光电转换材料等。
功能高分子化学课件非线性光学-光电转换材料
48
有机大分子化合物
02.04.2021
49
2003年, Takahashi等人将聚噻吩衍生物PTh与光敏剂卟啉 H2PC共混后与芘衍生物PV制成双层膜器件,在430nm处的能量转换 效率最高达到了2.91%。
02.04.2021
50
Hale Waihona Puke 层膜结构化合物器件示意图02.04.2021
51
D-A二元体系
Tg很难同时兼顾
02.04.2021
19
第三节非线性光学有机高分子材料
体系类型：交联型 优点：提高了聚合物的Tg，减弱聚合物极化
取向的弛豫，从而提高了它的极化稳定性 缺点：产生不均匀的微畴，从而导致光传播
损耗增加
02.04.2021
20
第三节非线性光学有机高分子材料
根据其张量特性的对称要求，材料要显示宏 观二阶非线性光学效应，无论组成材料的生色团 分子还是宏观材料都必须具有非中心对称结构。 因此，分子的取向排列对材料的宏观非线性光学 效应有很大的影响。而大部分的有机晶体是中心 对称的，即便其生色团分子具有很大的β，宏观 晶体仍不显示二阶非线性光学特性。因此，二阶 非线性光学材料的研究首先必须解决的是宏观非 中心对称的实现。
02.04.2021
30
02.04.2021
31
非晶硅太阳能电池
非晶硅属于直接带系材料，对阳光吸收系数高，只需要1μm厚的薄 膜就可以吸收80 %的阳光，但是由于非晶硅缺陷较多, 制备的太阳电 池效率偏低,且其效率还会随着光照而衰减( ST效应) ，导致非晶硅薄 膜太阳电池的应用受到限制。目前非晶硅薄膜电池研究的主要方向是 与微晶硅结合，生成非晶硅/ 微晶硅异质结太阳电池，这种电池不仅 继承了非晶硅电池的优点，而且可以延缓非晶硅电池的效率随光照衰 减的速度。目前单结非晶硅薄膜电池的最高转换效率为16. 6 %。
光电转换高分子材料
光电转换高分子材料光电转换高分子材料是一类能够吸收光能并将其转化为电能的材料。
这些材料在太阳能电池、光电传感器、光学逻辑元件等领域具有重要的应用价值。
本文将重点介绍几种常见的光电转换高分子材料，并探讨它们的工作原理和应用前景。
首先，我们来介绍有机太阳能电池中常用的光电转换高分子材料。
有机太阳能电池采用聚合物半导体来吸收光能，并将其转化为电能。
其中，由苯环等共轭结构构成的聚合物是常用的光电转换材料。
这些共轭聚合物能够吸收光能，并将其内部电子激发到较高能级。
通过合适的电极材料，这些激发的电子将从聚合物中转移到电极上，形成电流。
有机太阳能电池的优点在于其可弯曲性和低成本，使得其在可穿戴设备、可卷曲面板等领域的应用具有广阔的前景。
另一种常见的光电转换高分子材料是光敏电阻。
光敏电阻是一种能够随光照强度的变化而改变电阻值的材料。
其中，半导体光敏电阻是最常见的一种。
半导体光敏电阻材料一般由硫化物、硒化物等化合物构成。
这些材料在光照下，电子能带发生变化，导致电导率的改变。
通过将光敏电阻材料与电荷放大器等电路元件结合，可以实现光电信号的转换和放大，从而实现光电传感器的功能。
光敏电阻的应用范围广泛，包括照相机、安防监控、自动化控制等领域。
此外，光学逻辑元件中常使用的光电转换高分子材料是有机电致发光材料（OLEDS）。
有机电致发光材料具有电致发光特性，即在外加电压的作用下，材料会发光。
有机电致发光材料通常由一个电子传输层、一个空穴传输层和一个电子激发层构成。
当外加电压施加在电子传输层和空穴传输层之间时，电子和空穴在电子激发层相遇并复合，形成激子。
这些激子具有足够的能量能够激发有机电致发光材料发出可见光。
有机电致发光材料在显示器件、照明器件等领域具有广阔的应用前景。
总之，光电转换高分子材料在太阳能电池、光电传感器、光学逻辑元件等领域具有重要的应用前景。
随着科技的不断进步，这些材料将会得到更加广泛的应用，并为人们的生活带来更多的便利。
有机高分子材料在光电中的应用
1977年, 世界上第一条光纤通信系统在美国芝加哥市投入商用, 速率 为45Mb/s。
－－低损耗光纤的问世导致了光波技术领域的革命, 开创了光纤通信 的时代。
而这个领域也是光电功能有机高分子 材料应用最为成熟的领域。以液晶材料和 有机电致发光材料为基础的LCD 和OLED 将成为这个领域的主导者。
液晶材料
什么叫液晶？
液晶(liquid crystal) 是一种在一定温度范围内呈现 不同于固态、液态的特殊物质形态, 是一种介于 固
体与液体之间, 具有规则性分子排列的有机化合物。
液晶的历史。
1888奥地利植物学家莱尼兹尔发现。 1889德国物理学家Lehmann观察到了液晶现象，并
正式命名。 1922法国人菲利德尔将液晶分为三种基本类型也就
是现在人们所熟知的，向列型，近晶型及胆笫村 1963威廉姆斯发现向列液晶中的畴结构 1968美国的RCA公司发现了向列型液晶通电后动态
及探求具有更高非线性而且低吸收系数材料的努力。
未来的展望
NLO聚合物适合干什么？
通讯
二次谐波
光信号处理
调节器 多路驱动器 中继器
神经网络 空间光调制器件
未来的展望
NLO聚合物适合干什么？
三次谐波
数字式 （光计算）
全光过程
光双稳态 光开关
信号处理
并行
➢ 柯达公司采用的有机小分 ➢ 剑桥所采用的有机大分子
子结构材料。
结构。
➢ 采用的工艺流程是蒸镀的 ➢ 采用的工艺流程是甩胶的
方式。
方式。
新型光电功能高分子和改性材料的研究和应用
新型光电功能高分子和改性材料的研究和应用近年来，随着科技的不断进步和人们对于新型材料需求的不断增加，新型光电功能高分子和改性材料的研究和应用逐渐成为一个热门话题。
这些材料在太阳能电池、LED灯、智能材料、传感器、医疗领域等多个领域都有着广泛的应用前景。
一、光电功能高分子1、定义光电功能高分子是一种结构精密、功能丰富、性能优异的高分子材料。
它具备光电转换、发光、光电导、扩散、储存、控制等多种功能，可用于太阳能电池、显示器、灯光发光、激光器、生物医学等领域。
2、研究进展在研究方面，目前光电功能高分子的研究主要分为两个方向：一是加强光电性能，如提高电荷传输速率、降低光电转换损失等；另一个是开发新的材料，如手性共聚物、有机无机复合材料等来实现更好的光电转换和性能改善。
目前，随着材料科学和能源技术的快速发展，新型高分子太阳能电池已经成为研究的一个重要方向。
与传统的硅太阳能电池相比，高分子太阳能电池具有更高的可塑性和整合性，更适合于各种形状、大小、颜色的应用。
3、应用前景随着环保、绿色能源的日益受到重视，高分子太阳能电池的应用前景也非常广阔。
它不仅能够普及到日常生活中的小型电子设备，如电子表、手机、电脑，还能够在大型光伏电站、船舶、飞机、太空站等领域得到广泛应用。
高分子太阳能电池有着应用范围广泛、能源效率高、光学稳定性好、制造成本低等优势，是一种非常有前途的新型能源技术。
二、改性材料1、定义改性材料指的是对普通材料进行改性处理后，使其具备更好的性能。
改性的方式有很多种，例如添加复合材料、改变交联程度、改变粒径等等。
改性材料具有更好的机械强度、防腐能力、导电性能和光电性能等特点，可以应用于电子、光电、能源、化工、医药等领域。
2、研究进展在改性材料的研究中，有许多方法可供选择。
例如，利用高分子材料来制备改性材料，通过掺杂金属或半导体等添加物来改变材料的电学性能，用表面活性剂或二氧化硅纳米粒子等改变材料表面性质等等。
光功能高分子材料综述
常州轻工职业技术学院毕业论文课题名称：感光高分子材料系别：轻工工程系专业：__ 高分子材料加工技术__ _班级：10工艺试点学生姓名：刘振杰指导教师：卜建新感光高分子材料【摘要】本文主要介绍了感光高分子的发展简史以及感光高分子的分类和在日常生活中、工业中的应用，主要研究重氮树脂型光敏材料、自组装型超薄胶印版、化学增幅与无显影光刻胶及刻蚀技术，和当今感光高分子的主要研制课题。
【关键词】感光高分子感光聚合物光致变色高分子一、简介随着现代科学技术的发展，感光高分子材料越来越受到重视。
所谓感光高分子材料就是对光具有传输、吸收、存储和转换等功能的高分子材料。
二、研究方向21世纪人类社会将进入高度信息化的社会，光与半导体相融台的高技术将引人注目。
高分子材料的感光特性引起科学界和工业界的兴趣。
高分子材料的功能特性主要有：①化学变换功能(感光树脂、光学粘接剂、光硬化剂等)。
②物理变换功能(塑料光纤、光盘、非球面透镜、非线性光学聚合物、超导聚合物等)。
②医学化学功能(抗血栓性聚合物人工畦器等)。
④分离选择功能(微多 L膜、逆透过膜等) 由此可见，具有感光的高分子材料占居多数，它们的产品在市塌占有的份额很大。
像非线性高分子材料这样的尚未达到实用化的高分子材料更是为数众多该材料的通感光与光的化学、物理变化功能是有很大差别的。
前者的典型代表是光纤和各种透镜。
对这些材料不殴要求透明性强。
如要求、光纤材料从可见光到近红外光范围内的透明性极其严格。
标准的塑料光纤(POF)是由PMMA制成的，具c—H 基，故不能避免红外吸收。
为了提高透明性而研制羝化物光纤。
用于制作透镜的材料必须具南高范围的折射率和分散特性这一点，有机高分子材料与无机玻璃类材料相此，者处于劣势。
塑料材料具有优良的成形性，宜用来生产诸如形状复杂的非球面透镜等高性能透镜。
CD用的透镜，主要是用PMMA材料制作。
制作透镜用的PMMA工业材料市塌规模看好要求它具有优良的耐热性和低的吸水性其中具有脂环式结构的塑料市埸将有扩大趋势。
高分子材料在光电领域中的应用与研究
高分子材料在光电领域中的应用与研究随着科技的不断发展和进步，高分子材料的应用越来越广泛，其中在光电领域中的应用也越来越受到人们关注。
本文将介绍高分子材料在光电领域中的应用和研究现状。
一、高分子材料在光电器件中的应用1. OLED（有机发光二极管）OLED是一种将有机材料置于电极间的器件，利用其自身的发光原理来制造出可视化的屏幕。
OLED相比于LCD等传统显示器材料，有着自发光、自发色、响应速度快、视角广等优点。
而其中的核心是发光材料，常用的有高分子材料。
高分子材料的特点是具有较高的发光亮度、较长的寿命、较宽的发光光谱范围。
近年来，OLED经过不断的改进和研究，发展迅速，已经广泛应用于智能手机、电视、灯具等领域。
2. PLED（聚合物发光器件）PLED是将聚合物薄膜作为发光材料，制成LED的器件。
与OLED相比，PLED的优点是制造简单、成本低，且在柔性显示领域具有得天独厚的优势。
而其中，高分子材料的稳定性、发光效率以及加工性等方面是制造高性能PLED的关键因素。
近年来，PLED技术不断地发展和完善，已广泛应用于柔性屏幕、照明等领域。
3. 光电传感器光电传感器是一种将光信号与电信号相互转换的器件。
其核心是光敏元件，其中像是PD（光电二极管）和PSD（位置感应光敏电池）等成熟产品中，高分子绝缘材料的应用占了很大的比例。
高分子绝缘材料因其性能稳定、耐腐蚀、成本低廉等特点，被广泛应用于PD和PSD等器件的包装中，保证器件的环境稳定性和电性能，提高器件的性能和寿命。
二、高分子材料在光电器件中的研究现状1. 发光聚合物的研究发光聚合物是一种具有光电功能的新型高分子材料，其具有发光亮度高、发光效率高、寿命长、颜色鲜艳等特点。
这类材料应用于OLED、PLED和生物传感器等领域的研究已经有了一定的突破。
2. 柔性高分子材料的研究柔性高分子材料是一种具有高柔性和高韧性的高分子材料，广泛应用于折叠屏幕、可穿戴设备以及人体植入物等领域。