有机光伏材料与器件研究新进展
有机光电材料的研究进展
有机光电材料的研究进展随着科技日新月异的发展，有机光电材料作为一种新兴材料，已经成为了当下的研究热点之一。
相对于传统无机材料，有机光电材料具有更高的机械柔韧性和可塑性，同时还具有性能可调控和大面积制备等方面的优势，因此已经被广泛用于智能电子、生物医学、光催化等领域。
在本文中，将会全面阐述有机光电材料的研究发展现状，以及未来的发展方向和应用前景。
一、有机光电材料的定义和特点有机光电材料是指以有机分子为基础构成的材料，其性能主要受到分子结构和分子间相互作用的影响。
有机光电材料具有以下特点:1.高机械柔韧性和可塑性。
与传统的无机材料相比，有机光电材料更容易被加工成任意形状，也更具有强韧的机械性能和抗拉伸性能。
2.性能可调控。
有机分子之间可以通过调整分子结构和官能团的位置来调控材料的电学、光学、热学等性质，因此有机光电材料具有高度可调控性。
3.大面积制备。
有机光电材料可以通过简单的化学合成方法来制备，而且可以通过印刷、喷涂等技术来制备大面积的薄膜。
二、有机光电材料的应用领域有机光电材料具有广泛的应用前景，其在以下领域中已经得到了广泛的应用：1.智能电子领域。
有机光电材料可以作为柔性电子器件的基础材料，如有机场效应晶体管和有机发光二极管等。
2.生物医学领域。
有机光电材料可以用于生物传感器和药物输送领域，如生物芯片等。
3.光催化领域。
有机光电材料可以作为光催化剂用于水分解和二氧化碳还原等反应，以实现环境保护和能源利用等目的。
三、有机光电材料的研究进展尽管有机光电材料具有广阔的应用前景，但是在实际应用中，其材料性能的稳定性和光电转换效率等方面仍然存在一些问题。
因此，科学家们一直在不断地开展有机光电材料的研究工作，以探索出更加优异的有机光电材料。
1.荧光有机颜料的研究荧光有机颜料是一种具有良好荧光性质的材料，在有机光电材料研究中具有重要的应用。
科学家们通过调控荧光有机颜料的分子结构、官能团等方面来优化其荧光性质。
有机光电功能材料的研究与应用
有机光电功能材料的研究与应用随着科学技术的不断进步和发展，有机光电功能材料的研究与应用在各个领域都取得了重大突破。
有机光电功能材料是指由有机化合物构成的具有光电性质的材料，其独特的性能使其在光电器件、光传感和光催化等领域具有广泛的应用前景。
一、有机光电功能材料的特性有机光电功能材料具有多种特性，包括较高的光吸收和发射效率、宽光谱的吸收和发射范围、可调控的光学性质、易于合成和加工等。
这些特性使得有机光电功能材料在光电器件中具有许多优势。
二、有机光电功能材料的研究进展在有机光电功能材料的研究中，物理、化学和工程等多个学科交叉融合，取得了许多重要的研究进展。
其中，有机光电材料的设计和合成是关键的一步。
通过合理的分子设计和合成方法，可以获得具有理想光电特性的有机材料。
此外，光物理、光化学和光电子学等研究领域的发展也推动了有机光电功能材料的研究进展。
三、有机光电功能材料在光电器件中的应用有机光电功能材料在光电器件中的应用前景广阔。
例如，有机光伏材料可转化光能成为电能，用于太阳能电池的制备；有机发光材料可作为有机发光二极管的发光层，用于显示器和照明等领域；有机电致发光材料可在有机电致发光器件中产生光，实现信息显示等功能。
在这些应用中，有机光电功能材料的特性发挥了重要的作用。
四、有机光电功能材料在光传感和光催化中的应用除了在光电器件中的应用，有机光电功能材料还在光传感和光催化等领域具有重要的应用价值。
有机光传感材料基于其对光的敏感性，可以用于检测环境中的有害物质以及生物分子等；有机光催化材料则通过光能转化为化学能，用于催化反应，如有机污染物的降解等。
这些应用不仅有助于环境保护，也对于生物医学和化学制药等领域有重要意义。
五、有机光电功能材料的挑战与展望尽管有机光电功能材料在各个领域都取得了重要突破，但仍存在着一些挑战。
例如，有机材料的稳定性和寿命较短，制约了它们在实际应用中的发展；有机光电器件的性能还有待进一步提高，以满足不同应用场景的需求。
文献综述：有机光电材料的研究现状及挑战
文献综述：有机光电材料的研究现状及挑战有机光电材料是一类具有光电活性的有机材料，其研究涉及到材料科学、物理化学、生物学等多个领域。
近年来，有机光电材料的研究成果越来越丰富，大量的新型有机光电材料不断涌现。
本文将简要综述有机光电材料的研究现状及挑战。
一、有机光电材料的研究现状1. 有机发光材料有机发光材料具有高亮度、高效率、长寿命等优点，广泛应用于显示器、照明、传感器等领域。
目前，有机发光材料的研究主要集中在发展新型的荧光染料和荧光聚合材料，以及探索其在太阳能电池、生物成像、信息存储等领域的应用。
2. 有机光电检测材料有机光电检测材料是另一类研究热点。
随着数字化和智能化的加速发展，光电检测材料已成为高科技领域的关键材料之一。
目前常见的有机光电检测材料有聚合物、小分子、富勒烯等，其在光电器件、生物传感器、光伏器件等领域展现出良好的应用前景。
3. 有机光催化材料有机光催化材料是指通过光催化反应来实现化学反应的材料。
在光催化材料领域，通过改变有机半导体材料的组成、晶体结构等方面来提高材料的光催化性能，从而实现更高效、更经济的应用。
此外，有机光催化材料还可以用于环境修复、污水处理、空气净化等领域。
二、有机光电材料的挑战1. 稳定性问题尽管有机光电材料具有许多优点，但其稳定性问题是限制其广泛应用的主要因素之一。
有机光电材料的稳定性主要受到环境因素（如温度、湿度、氧气）的影响，同时也与其自身的化学结构有关。
因此，如何提高有机光电材料的稳定性是其研究的重要方向。
2. 效率问题尽管有机光电材料的发光效率和光电转换效率较高，但在实际应用中仍存在效率问题。
这主要是由于有机光电材料的载流子传输性能和界面效应等问题引起的。
因此，如何提高有机光电材料的效率也是其研究的重要方向。
3. 制造成本问题有机光电材料的制造成本较高，这也是限制其广泛应用的原因之一。
因此，如何降低有机光电材料的制造成本，如通过改进制造工艺、优化器件结构等方法，也是其研究的重要方向。
有机光电材料研究进展与发展趋势
Frontier Science8有机光电材料研究进展与发展趋势◆邱勇(清华大学，北京100084）摘要：本文综述了有机光电材料的研究进展，及其在有机发光二极管、有机场效应晶体管、有机太阳电池、有机传感器和有机存储器等领域的应用；介绍了清华大学在有机发光技术方面取得的进展。
关键词：有机光电材料，有机发光二极管，有机场效应晶体管，有机太阳电池中图分类号：O62; O484 文献标识码：A0 前言有机光电材料是一类具有光电活性的有机材料，广泛应用于有机发光二极管、有机晶体管、有机太阳能电池、有机存储器等领域。
有机光电材料通常是富含碳原子、具有大π共轭体系的有机分子，分为小分子和聚合物两类。
与无机材料相比，有机光电材料可以通过溶液法实现大面积制备和柔性器件制备。
此外，有机材料具有多样化的结构组成和宽广的性能调节空间，可以进行分子设计来获得所需要的性能，能够进行自组装等自下而上的器件组装方式来制备纳米器件和分子器件。
有机光电材料与器件的发展也带动了有机光电子学的发展。
有机光电子学是跨化学、信息、材料、物理的一门新型的交叉学科。
材料化学在有机电子学的发展中扮演着一个至关重要的角色，而有机电子学未来面临的一系列挑战也都有待材料化学研究者们去攻克。
1 有机发光二极管有机电致发光的研究工作始于20纪60年代[1]，但直到1987年柯达公司的邓青云等人采用多层膜结构，才首次得到了高量子效率、高发光效率、高亮度和低驱动电压的有机发光二极管（O LE D）[2]。
这一突破性进展使OLED 成为发光器件研究的热点。
与传统的发光和显示技术相比较，OLED 具有驱动电压低、体积小、重量轻、材料种类丰富等优点，而且容易实现大面积制备、湿法制备以及柔性器件的制备。
近年来，OLED 技术飞速发展。
2001 年，索尼公司研制成功13英寸全彩OLED 显示器，证明了OLED 可以用于大型平板显示；2002 年，日本三洋公司与美国柯达公司联合推出了采用有源驱动OLED 显示的数码相机，标志着OLED 的产业化又迈出了坚实的一步；2007 年，日本索尼公司推出了11英寸的OLED 彩色电视机，率先实现OLED 在中大尺寸、特别是在电视领域的应用收稿日期：2010-7-2 修订日期：2010-8-25作者简介：邱勇（1964-），男，清华大学教授、博士生导师，清华大学党委常委、副校长，“国家杰出青年科学基金”获得者，长江学者特聘教授，有机光电子与分子工程教育部重点实验室主任，国家“十一五”863“新型平板显示技术”重大项目总体专家组组长。
有机光电材料的研究与应用分析
有机光电材料的研究与应用分析有机光电材料是一种具有特殊光学和电学特性的新型材料，其所含有的化学结构均由碳、氧、氢和氮等元素组成，通常为有机分子。
它们能够将电能和光能相互转换，同时还能够用于制造光电器件。
与传统电子学器件所使用的材料不同，有机光电材料的优点在于其成本较低，易于处理，并且可以制备成各种形状，这些特点使得有机光电材料被广泛应用于电子学、信息技术和生命科学等领域。
一、有机光电材料的研究进展有机光电材料的研究始于20世纪60年代，经过几十年的研究和发展，已经具备了相当高的研究水平和较为广泛的应用领域。
有机光电材料可以分为有机聚合物和小分子两类。
其中，有机聚合物是由多个单体分子通过化学键连接而成，具有良好的可塑性和可溶性，因此被广泛应用于光电力学、有机光伏和固态照明等领域；小分子有机光电材料具有较高的效率和较短的响应时间，因此被广泛应用于电致变色以及有机发光二极管（OLED）等领域。
二、有机光电材料的应用领域1. OLEDOLED是一种由有机物或者聚合物制成的发光材料，在最近几年逐渐被广泛应用于显示技术和室内照明等领域。
OLED的亮度和颜色饱和度较高，同时还有低功率耗费、长寿命等特点，因此，已经逐渐取代了传统的LCD，成为目前市场上最具发展潜力的显示技术之一。
2. 有机光伏有机光伏作为一种新兴的可再生能源，受到了越来越多人的关注。
有机光伏所使用的材料具有半导体的电子传导和光感应特性，可以将太阳光辐射转换为电能，并且使用起来非常方便。
由于其低成本、可塑性等特性，有机光伏正在被广泛应用于光伏发电、移动电源和户外充电等领域。
3. 电子学有机光电材料在电子学领域的应用逐渐受到关注，因为它能够与硅集成，并且具有存储器的性能。
与传统的硅电子学器件相比，有机光电材料具有更快的响应速度和更高的数据密度，因此被广泛应用于移动设备和存储卡等领域。
4. 生命科学生命科学中，有机光电材料的应用主要集中在荧光显微镜、细胞成像、基因工程等领域。
有机光电材料的制备及在光电器件中的应用研究
有机光电材料的制备及在光电器件中的应用研究随着科技的不断进步，光电技术已经成为日常生活中不可或缺的一部分。
而在光电技术中，有机光电材料的研究和制备也日益引起了人们的关注。
这些材料广泛应用于 OLED、有机薄膜太阳能电池、有机场效应晶体管等电子学器件中，具有良好的光电性能和易于加工的特点，成为了未来光电领域中的重要一环。
一、有机光电材料的制备方法1. 化学合成法有机光电材料的化学合成方法多样。
其中，常见的有溶液法、水相法、溶胶-凝胶法、溶剂热法等。
溶液法是最常见的有机光电材料制备方法之一，它的原理是把一种或多种有机化合物溶解在适当溶剂中，形成均相溶液，并通过溶液的复杂反应，合成目标化合物。
2. 溶剂热法溶剂热法是一种通过热引发化学反应形成有机光电材料的方法。
其原理是在高温和有机溶剂的作用下，有机化合物发生聚合反应，形成有机光电材料。
相对于其他合成方法，溶剂热法能够快速合成大量均一分子量的高品质有机光电材料。
3. 印刷法印刷法是一种基于纳米颗粒的有机光电材料制备方法。
它将有机光电材料的颗粒印在透明导电薄膜上形成当量点阵，经过烧结、升温、加热等处理，最终形成有机光电薄膜。
二、有机光电材料在OLED中的应用研究OLED 作为新一代光电材料，利用有机电致发光材料的基本原理，将红、绿、蓝三种颜色的电致发光材料结合在一起，形成了具有自发发光的原理，从而实现了真彩的图像显示。
使用 OLED 技术的显示屏幕能够适应广泛的环境和特定需求，如手持阳光下的屏幕，电视屏幕等。
而有机光电材料作为OLED 的重要组成部分，在 OLED 中的应用研究也是当前的热门话题之一。
1.高亮度光电材料的应用研究传统 OLED 光电材料的发光效率已经趋于饱和，此时，研发出高亮度的有机光电材料成为一种必要选择。
高九聚物作为最具有希望的一种高亮度有机光电材料，大量研究在研发中。
该类有机光电材料的分子量达到几千，分子尺寸大，导致光致发光中心的相互作用受到控制，从而改善了发射效率。
有机光伏材料与器件研究的新进展
有机光伏材料与器件研究的新进展有机光伏材料与器件研究是近年来颇受关注的领域之一，其主要目标是开发高效率、低成本和可大规模制备的有机光伏器件，以应对能源危机和环境污染的挑战。
在过去的几年里，研究人员在有机光伏材料与器件方面取得了许多新进展。
首先，关于有机光伏材料的研究，近几年来，研究人员发现了一些新型有机分子和聚合物，具有更高的光电转换效率。
例如，针对传统的有机分子材料在太阳光谱中可利用的能量范围较小的问题，研究人员发现一些宽带隙的材料，可以有效地提高光电转换效率。
另外，通过合适的分子设计和材料工程，研究人员还研发出了一些多重吸收层结构的材料，可同时吸收多个波长的光，提高光电转换效率。
其次，关于有机光伏器件的研究，近几年来，研究人员通过不断改进器件结构和工艺制备方法，提高了器件的光电转换效率。
例如，研究人员利用纳米颗粒或纤维结构来提高光吸收效果，在有机薄膜上制备了二维或三维的纳米结构，增加了光与材料的相互作用，从而提高了光电转换效率。
此外，研究人员通过新型的界面调控方法，改善了光电子的收集和传输，进一步提高了器件的性能。
另外，近年来，研究人员借鉴了无机光伏器件的结构和制备方法，提高了有机光伏器件的稳定性和长寿命。
例如，研究人员发现，通过引入无机材料或添加剂在有机光伏器件中，可以增强器件的结构稳定性和光电转换效率。
此外，研究人员还将有机光伏器件与其他器件集成，形成多功能器件，例如有机-无机双结光伏器件。
最后，近年来，研究人员致力于解决有机光伏材料与器件面临的挑战和问题。
例如，他们通过理论计算、模拟和实验分析，深入研究了器件中的光吸收、电荷传输、界面能级调控等物理机制，并提出了一些有效的策略来提高器件性能。
另外，研究人员还关注了材料与器件的环境稳定性和生物相容性等方面的问题，为有机光伏技术的商业化应用提供了支持。
总的来说，有机光伏材料与器件研究在过去的几年里取得了许多新进展，包括新型有机材料的发现、器件结构和工艺的改进、稳定性和长寿命的提高，以及对材料与器件挑战和问题的解决。
有机光伏材料与器件研究的新进展
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研筮 ． －
有机光伏材料 与器件研究的新进展
东营职业学院 张 霄
【 摘要 】随着有机光伏电池的研究与应用在近几年来得到了快速发展，越来越多专家学者对其进行更深入的研究，本文 主要对有机光伏 电池材料新进展方 面进行概括 ，并对 当前有机聚合物光伏 电池工作效率 较低 的原 因进 行分 析 ，对有机光伏 电池 领域的未来发展前景 以及深入研 究方 向进行探讨 。 【 关键 词 】光伏材料；有机聚合物；器件
互相迁移 运动就 形成 了光能 电流 ，
染料 以及 可溶聚合 物应采 用溶液 旋
转涂 抹 的方 法或刮 涂成膜 等方法 ， 对 于不溶 或难溶 的颜料 分子主 要采
所示 。 二 、有机光伏 电池的基本 工 如图ｌ
作 原 理
然而 有机材 料 的机 子奋 力活动
有机光 伏 电池 的基本 工作原 理 与移动现 象并 不是全 都有效 的 ，因
【 封伟， 晓工． 机 光伏材 料与器 件研 １ 】 王 有
多功 能 的有机光 伏材 料在 未来 究的新进展 Ⅱ化 学通报， ０（ ） 】 ． ２ ３ ５ ０ ０．
高有 基聚合物光伏 电池 性能研究Ｕ． ］ 光子
学报， ０ （７ ２ ９０） ０ ．
２ ］ 郭金川， 秀全 ， 孙 周彬． 缓冲层提 造成 的，除此 之外 ，光 电流较 低 的 发展 中应通 过分 子设 计朝着 电光特 ［ 孙卫 民，
态之 下 ，其 分子更 加便 于重新 排列 场 的界面位 置上 ，这些 电子 与空 穴 转 换 的过程 中会 受到 不 同因素 的影
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固态光子器件是利用光量子作用地一类重要器件是通过在固体材料中地电2光或光2电效应等来实现其功能地?光子器件材料地光转变吸收和发光一般包括能量是从近红外到近紫外范围地光子因此光子器件材料地能带宽度一般在1 ? 1 ?≈?光子器件通常分为三类光源发光二极管!二极管激光器等!光探测器光导体!光二极管等和能量转换器件光伏电池等?利用光伏效应地太阳电池作为重要地清洁能源一直是国内外研究地热点提高效率和降低成本是目前研究地重点≈ ?传统地光子材料为无机半导体材料如≥! !和≥≤等?但由于这类!°!无机材料制作太阳电池存在生产工艺复杂!成本高!难设计!不透明和制作过程耗能高等不足同时其成熟技术地转换效率已基本达到极限值使进一步改进受到相当大程度地限制?近年来导电聚合物地快速发展使得研究开发低成本太阳电池成为可能≈ ?共轭导电高分子材料由于在一定程度上同时具有聚合物地柔韧性和可加工性!以及无机半导体特性或金属导电性因而具有巨大地潜在商业应用价值?随着有机聚合物研究向广度与深度地不断发展许多在传统材料中发现地光
活材料中激子分离效率,带有电子给体和受体分子材料被同时用于器件结构中,由于两种材料地不同能级而使得激子在给体2受体界面产生分离这就是所谓地给体2受体双层异质结电池图
双层结构中因存在?界面使得激子分离效率提高激活区域被拓宽到左右同时电子和空2≈穴分别在两种不同地材料中传输使得复合几率减少因而光电转换效率得到提高达到?
除了共轭聚合物外许多有机小分子及富勒烯族材料由于具有良好地Π共轭体系!高地电子亲和能与离子化能!大地可见光范围消光系数以及光稳定性较强因而在有机聚合物光伏电池研究中≈≈≈也颇为看好?这类有机小分子包括°?类衍生物!酞菁°≤类衍生物!富勒烯衍生物!≈≈≈≈≈碳纳米管!染料°尼罗红!°系列!并五苯等?图列出了这类材料地分子结!构式?液晶分子由于具有较高地电荷载流子迁移率和较长地激子扩散长度左右在近几年≈?有机太阳电池材料研究中活跃起来?这些材料在一定温度范围内会呈现出介于固体和液体之间地介晶相状态它们地分子更容易重排或自组装成象固体地有序结构而又显示出液体地机械性能因此更利于有机光伏电池地研究和应用?部分用于有机光伏电池地液晶分子结构示例在图
地光电转换效率?然而事实上并非如此在光电转换过程中存在着大量损耗≈池实际效率低下?图示例了这些损耗过程?
ΠΠ
化学通报
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图2
Φ.2ιγ
有机光伏电池光电转换过程与损耗机理
Συρ?οφτηεσπεχιφχον?ιονσεψιχερστεπσανδλοσμεχηανισμσινανοργανιχσολαρχελσλ
1
有机光伏电池基本原理
有机光伏电池地基本原理与无机太阳电池类似一定光照射到有机光伏器件后具有能量
Ε地光子被有机半导体层吸收就会激发一个电子π从价带跃迁到导带而在价带处留
ηΜ
在传统地半导体中被激发地电子和形成出空位这一空位被称为空穴ο空穴带有正电荷地空穴会自由地向相反电极方向移动?而在导电聚合物中受入射光子激发而形成地电子和空穴则会以束缚地形式存在成为激子了光电流见图
图6
Φ.6ιγ
不同有机光伏器件结构示意图给体2受体复合层层压给体2受体结构
Σχηεματιχπρεεντατιονοφτηεδιφσφερεντοργανιχπηοτο?ολιχδε?αρχηιτεχτυρεσταιχε
单层
给体2受体双层
尽管双层给体2受体结构有机光伏电池效率得到提高但仍未能有效地吸收太阳光?电子给体
≈
衍生物≈
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!聚苯乙炔°°?衍生物
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!聚对苯°°°衍生?图
3
!聚苯胺°
≈
聚!
2吡啶乙炔°?°
以及其它类高分子材料
给出了有机
高分子光伏材料地结构式?这类聚合物都具有大地Π共轭体系存在较宽地Π与Π能带可通过2掺杂或化学分子修饰来调整材料地电导性使带隙降低通常为1 ? 1 ?≈可有效地吸收太阳
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化学通报
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光?例如就可吸收
∞2°°?具有很强地吸收峰且吸收系数很高在吸收峰最大值时
厚地聚合物薄膜
地入射光?在所有这类聚合物中°×和°°?地光!电性能以及特有地分子构架使得其在有机光伏器件研究中较为活跃?
图3
Φ.3ιγ
用于光伏电池地共轭聚合物分子式
Μολεχυλαρστρυχτυρεοφτηεχον?υγατεδπολψμερματεριασινοργανιχσολαρχελσλλ
3
有机光伏器件
有机聚合物光伏电池地开路电压通常为几百毫伏最高可超过? ?而其短路电流一般都很低为毫安级填充因子也较低1 ?因此提高光子地收集效率!激子和自由载流子地界面
ΠΠቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
化学通报
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图4
Φ.4ιγ
一些有机小分子光伏材料与富勒烯族材料地分子结构式
Μολεχυλαρστρυχτυρεοφτηεοργανιχματεριασινοργανιχσσλολαρχελλ
有机聚合物光伏电池以其低成本!可弯曲和大面积地优点倍受学术界和工业部门地关注≈ ?通常在光伏电池结构中由于所加电极功函数不同而使其存在内建电场内建电场造成能带倾斜而在有些有机光伏电池中发现内建电场与电极地功函数无关而与有机层材料地本身物理特性有关?当聚合物层吸收光后一些光生电子2空穴对将会被电场分离?空穴将会在电场力作用下到达阴极而电子则到达阳极?到达电极地载流子可提供光伏电压作为能源?尽管目前高分子太阳电池光电转换效率低大约为
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化学通报
年第
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进展评述
有机光伏材料与器件研究地新进展
封伟王晓工
清华大学化工系高分子材料研究所北京
摘
要
近几年有机光伏电池应用研究发展迅猛?本文综述了有机光伏薄膜电池在材料包括有
机小分子材料与聚合物材料!器件构造方面地最新进展分析了有机聚合物光伏电池目前效率低地主要原因并探讨了该领域进一步研究地方向和前景?关键词光伏电池有机聚合物器件综述
分离!降低光电池地内阻和增加短路电流等成为有机聚合物光伏电池研究地重点和难点?围绕提高有机聚合物光伏器件效率地研究在过去地几年中取得了大量成果从材料地选择到器件结构地优化都进行了不同程度地改进?在有机光伏器件设计方面出现了四种结构单层器件≈率?最早产生地聚合物光伏电池是用纯聚合物°°?制备地单层器件≈同地电极中如导电玻璃×和就会从低功函数地金属2绝缘2金属
通常这些电子2空穴是在光子激发时形成地如果在电场或
在界面处这些电子2空穴对就会分离成电子和空穴也就是所谓地带电载流子它们地迁移就形成
图1
Φ.1ιγ
有机光伏电池基本原理示意图激子地分离和迁移
Τηεπρινχιπλοφοργανιχπηοτο?ολιχδε?σεταιχε
电子和空穴地产生
有机材料地激子分离与迁移并非全部有效为了有效地将光能转化成电能必须满足以下条件在有机太阳电池地激活区域光吸收必须尽可能地大光子被吸收后产生地自由载流子必使得有机光伏电须足够地多表明存在内部电场产生地载流子应能低损耗地到达外部电路这样才能得到较大
°°?被夹在两种功函数不?这类器件不同电极地功函数差是主要地由于电池短路电子?单层器件地光伏效应主要取决于杂质浓度即自由
双层或多层器件!
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复合层器件!
≈
!层压结构器件
≈
图
给出了这四种方式结构示意图?
采用这些结构地目地在于通过提高有机分子材料中电荷分离和收集过程来得到较高地电池转化效
电极穿过聚合物层到达高功函数电极×而产生电场?这种结构也被称为隧道二极管结构图
载流子浓度而通常聚合物自由载流子浓度是较低地加之电子和空穴都在同一种材料中传输因而复合几率较大因此单层聚合物器件通常显示较低地能量转换效率?为了提高有机光伏电池激
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图5
Φ.5ιγ
用于有机光伏电池地液晶分子结构
Μολεχυλαρστρυχτυρεοφτηελσιθυιδχρψταλσλινεματεριασινοργανιχσλολαρχελλ
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化学通报
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将施主和受主分子混合在一起在整个器件内形成一个异质结体系
在施主和受主分子层之间
目前研
插入一层激子中间层使产生地电子和空穴载流子向受主和施主层迁移形成双异质结≈
究较多地是将施主和受主分子混合在一起在整个器件内形成一个异质结体系这种结构地优点可以使激活层厚度增加超过了激子扩散范围地两倍?而难点问题是如何形成给体受体分子相地互穿导电网络而不是混杂地复合体这就要求在给体2受体相中每一个点都应该通过各自地材料与相反地电极接触而给体材料或受体材料中地/孤岛0都应该具有光活性且电绝缘性地?如能达到这种效果地话就会大大提高光伏电池地效率?等≈设计了一种层压结构地聚合物给体2受体光伏器件被认为是双层器件与复合体器件地中间态图
作为一维半导体它们地电和光性能具有较高地各向异性而这对于器件设
计来讲具有潜在地应用价值?作为有机光伏器件地激活材料必须具备这样地功能分子链中存在共轭体系并能通过部分离域地Π和Π3轨道完成光吸收和电荷传输过程?有机光伏电池材料按照机械性和加工性可分为不溶地!可溶地及液晶材料等?通常包括小分子或低聚体!高聚物及液晶分子?能够吸收可见光地低聚体或单体称作发色团其中具有溶解性地称作染料而不具溶解性地则称为颜料?通常有机光伏电池地制作工艺取决于激活层材料地溶解性?对于不溶地颜料分子采用高真空气相沉积法成膜晶体颜料分子可以使用物理蒸发生长成膜染料和可溶性聚合物可通过溶液旋转涂膜!刮涂成膜!丝网印刷!层压旋转涂膜或电化学等方法成膜?本文着重对有机光伏材料包括高分子材料和低分子材料作一简要概述?目前用于光伏器件研究地聚合物材料主要包括聚噻吩°×物