聚合物太阳能电池光伏材料的研究进展
聚合物本体异质结型太阳能电池研究进展
基金项目:国家自然科学基金(59983001);作者简介:王彦涛(1979-),男,硕士研究生,主要从事光电功能材料的研究。
聚合物本体异质结型太阳能电池研究进展王彦涛,韦 玮,刘俊峰,张 辉(西安交通大学环境与化学工程学院,西安710049) 摘要:聚合物本体异质结型太阳能电池是一种基于电子给体/受体混合物薄膜的高效率有机光伏器件。
文中介绍了近年来聚合物本体异质结型太阳能电池的最新研究进展,指出了目前存在的问题和今后的发展方向。
关键词:有机太阳能电池;共轭聚合物;异质结随着全球对能源需求的日益增加,石油、煤炭、天然气等传统能源日益枯竭,地球每年吸收的太阳能为5.4×1024J 左右,相当于目前世界上所有可用能源的几万倍。
因此太阳能的利用,尤其是直接利用太阳辐射转变为电能的太阳能电池的应用,特别受人关注。
目前,太阳能电池有很多种,几乎所有商品化的太阳能电池都是由硅或者无机化合物半导体制成,然而其高成本,制造过程当中的毒性和不易柔性加工等缺点,使得人们从上个世纪70年代开始关注有机太阳能电池研制,尤其是共轭聚合物太阳能电池的研究更是近年来研究的一个热点。
这种聚合物电池具有很多独特的性质,如:可提供湿法加工成膜(旋涂、刮涂及丝网印刷等);可制成柔性器件、特种形状器件以及大面积器件;共轭聚合物很容易和其他有机或者无机材料共混而制备杂化器件等等。
目前,纯聚合物太阳能电池光电转换效率大都很低[1],为1%～2%,制约其能量转换效率的主要因素是电池的光谱响应与太阳光地面辐射不匹配、载流子在势场中的迁移率以及载流子的电极收集效率低等。
光诱导电荷转移现象的发现[2,3],使得聚合物太阳能电池的效率有了大幅提高。
如Saricifici 等[4]发现聚2-甲氧基252(22己基己氧基)21,42对苯撑乙烯(MEH 2PPV )与C 60的复合体系中存在光诱导电子转移现象。
利用共轭聚合物作为电子给体材料(D ),有机小分子或者无机半导体作为电子受体材料(A )制成复合薄膜,通过控制相分离的微观结构形成互穿网络,从而在复合体中存在较大的D/A 界面面积,每个D/A 接触处即形成一个异质结,同时D/A 网络是双连续结构的,整个复合体即可被视为一个大的本体异质结,以这种复合体薄膜为活性层的太阳能电池被称为聚合物本体异质结型太阳能电池。
光伏材料的研究及其在新能源开发中的应用
光伏材料的研究及其在新能源开发中的应用光伏材料是指能够将太阳能转化为电能的材料，近年来，随着对能源可持续发展问题的日益重视，光伏材料的研究和开发逐渐成为一个热门领域。
本文将探讨光伏材料的研究发展、应用现状及其在新能源开发中的作用。
一、光伏材料研究发展光伏材料的发展始于20世纪50年代，当时，单晶硅被发现具有光电转换的能力，成为了最早应用于光伏电池制造的材料之一。
目前，光伏材料种类繁多，包括单晶硅、多晶硅、铜铟镓硒等无机材料以及聚合物、碳纳米管等有机材料，这些材料的性能和应用场景也不尽相同。
以单晶硅为例，它的电子结构和物理特性决定了其在光伏电池中的重要地位。
单晶硅能够实现高电子迁移率和长寿命，因此其在太阳能电池的效率、可靠性、使用寿命等方面都有着较为优异的表现。
但是单晶硅的制造成本和能源消耗很高，这也成为了其应用受限的主要因素。
铜铟镓硒材料则因具有优异的光吸收特性、高效能转换率、稳定性等优点，被认为是光伏材料的前途所在。
相较于单晶硅，其制造成本更低且能源消耗更少，且可以应用于大量生产。
不过，铜铟镓硒材料也存在着发电效率低、生产工艺难、资源富集不足等问题。
二、光伏材料在新能源开发中的应用光伏材料的应用已经不再局限于传统的太阳能电池，而是逐渐拓展到更广泛的领域。
下面从几个方面阐述光伏材料在新能源开发中的应用。
1. 太阳能光伏电池太阳能光伏电池是光伏材料的主要应用领域。
传统的太阳能电池使用单晶硅等无机材料作为基础材料，通过光电转换将太阳能转化为电能。
近年来，随着新型光伏材料不断推出，太阳能光伏电池的效率和稳定性也在不断提高，促进了太阳能发电技术的发展。
2. 储能系统光伏材料在储能系统中也有着广泛的应用。
光伏发电系统通过光电转换将太阳能转化为电能，将多余的电能储存在电池中，在需要时进行调用。
由于太阳能发电存在着波动性，因此储能系统对能源的稳定供应起着重要作用。
铅酸蓄电池、锂离子电池等大量储能系统选择使用光伏材料进行电池制造，以提高电池的效率和稳定性。
聚合物太阳能电池光敏层材料的研究进展
一层大颗粒的散射层, 提高光阳极对光的捕获和吸收 效率, 与不添加散射层比较, 将电池效率提高了 64%.
本文探讨了染料敏化太阳能电池 TiO2 电极制作 工艺的优化, 主要包括改变 TiO2 薄膜厚度, 用四氯 化钛处理 TiO2 电极以及添加大粒子散射层. 从纳米 晶颗粒的堆积方式以及电接触、电极的光谱响应提高 光阳极性能, 研究其对电池效率的影响. TiO2 薄膜厚 度对 DSSC 的光电转换效率有重要影响, 本文通过研 究不同厚度的 TiO2 薄膜与电池各性能参数的关系, 得到了最佳的 TiO2 薄膜厚度. 实验表明, 在一定范 围内增加半导体薄膜厚度, 可以增加染料吸附量, 从 而提高电池效率, 但当厚度超过 14 μm 时, 电池的各 性能参数均明显下降. TiCl4 处理电极后, 纳米晶颗粒 间化学连接作用增强, 减小电子在纳米晶颗粒间的 传输电阻, 降低电子与空穴的复合, 电池的开路电 压、短路电流及填充因子都得到提高. 研究表明, 散 射层的添加可以提高 DSSC 的光电转换效率[7,8], 但 大多数研究都集中在染料吸附量的比较上面, 本文 通过对大粒子散射层的光吸收率的测量, 发现散射 层可以拓宽光阳极的光电响应范围, 提高电极对近 红外光的吸收.
TiO2 薄膜作为染料吸附、电子传输的载体, 是染 料敏化太阳能电池的关键, 其性能直接影响电池的 效率[3]. Ito 等人[4]采用丝网印刷技术制备 TiO2 薄膜, 当薄膜厚度达到 12~14 μm 时电池效率达到 10.1%. Ito 等人[5]的研究表明, 对导电基底进行 TiCl4 预处理 会在其表面形成一层 TiO2 微晶结构, 这样的结构有 利于电子从 TiO2 薄膜向基底传输. 另一方面, 覆盖 TiO2 薄膜之后的电极进行 TiCl4 处理, 增强了纳米晶 颗粒间的化学连接作用, 减小电子在纳米晶颗粒间 的传输电阻, 减弱电子的复合效应, 将电池的转化效 率提高了 15%. Lee 等人[6]通过在纳米晶薄膜上覆盖
太阳能电池中有机聚合物材料的研究应用
太阳能电池中有机聚合物材料的研究应用一、概述太阳能电池是一种将光能转化为电能的装置，其中有机聚合物材料作为一种新型的太阳能电池材料，吸引了广泛的关注和研究。
有机聚合物材料具有易制备、可塑性好、成本低等优点，因此在太阳能电池中应用具有广阔的前景。
二、有机聚合物材料的介绍有机聚合物材料是指由有机分子通过化学键链接而成的大分子材料。
这种材料具有很多有用的性质，如可塑性好、易加工、低成本、轻质等。
因此，在太阳能电池中应用具有广泛的前景。
三、有机聚合物材料在太阳能电池中的应用有机聚合物材料在太阳能电池中的应用主要表现在以下几个方面：1. 有机太阳能电池有机太阳能电池是一种利用有机聚合物薄膜作为太阳能电池的光伏材料的一种设备。
与传统的硅基太阳能电池相比，有机太阳能电池具有更便宜的制造成本、柔性和轻质等特点。
2. 透明有机太阳能电池透明有机太阳能电池是一种开发成为透明的有机聚合物薄膜太阳能电池的光伏设备。
这种透明太阳能电池可以应用在诸如机动车、建筑物和移动设备等领域，能够在不影响外观的情况下向内供电。
3. 有机-无机混合太阳能电池有机-无机混合太阳能电池是一种将有机聚合物与无机半导体材料混合的太阳能电池。
这种混合太阳能电池具有兼顾两种材料优点的特点，既具有有机聚合物的可塑性、易加工、低成本等特点，也具有无机半导体的良好电子传输性能等特点。
四、有机聚合物材料应用的优点1. 成本低有机聚合物材料的制备成本相对较低，大大降低了太阳能电池的制造成本。
2. 可塑性好有机聚合物材料具有非常好的可塑性，可以通过各种加工工艺制成各种形式的太阳能电池。
3. 良好的光学性能有机聚合物材料具有良好的光学性能，能够将太阳光转化为电能的效率提高。
五、有机聚合物材料应用的瓶颈1. 效率低当前有机聚合物材料太阳能电池的转换效率仍然比较低，限制了其在大规模应用中的发展。
2. 稳定性差有机聚合物材料的稳定性不如无机半导体太阳能电池，可能会影响太阳能电池的寿命和稳定性。
聚合物材料在光伏电池中的应用研究
聚合物材料在光伏电池中的应用研究第一章引言光伏电池是将光能转换成电能的装置，近年来随着环保理念逐渐普及，太阳能发电逐渐受到关注。
然而，光伏电池组件的效率及寿命很大程度上取决于材料的质量，因此寻找更好的光伏材料成为光伏研究的重要课题之一。
近年来，聚合物材料在光伏电池中的应用得到了广泛关注，本文旨在介绍聚合物材料在光伏电池中的应用研究。
第二章光伏电池的基本原理光伏电池是将太阳光转化成电能的设备，它是太阳能发电的核心部件。
光伏电池的基本工作原理是光子能量被半导体材料吸收后，激发材料内的电子成为自由电子。
这些自由电子在电场的作用下产生电流，从而形成电能输出。
通常，光伏电池可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅和无机材料等不同类别。
第三章聚合物材料在光伏电池中的应用3.1 聚合物太阳能电池的工作原理聚合物材料是指由单体分子通过共价键连接而成的高分子化合物，是一类能够在原子和分子水平上控制电子输运特性和光电性质的材料。
聚合物太阳能电池是将半导体聚合物作为在光电能量转换中，代替传统的无机电子分立式半导体的材料。
可以说是一种新型的高效、低成本、轻量、稳定、可撤销性质的太阳能电池。
聚合物太阳电池的主体结构是由有机材料在n型和p型半导体材料之间形成pn结构。
在均匀的强电场情况下，光子通过pn结被吸收，被吸收后的光子激发了pn结中电子和空穴的形成，空穴从p型材料的高浓度区移到n型材料的高浓度区，形成电流。
3.2 聚合物材料的特性相对于无机材料，聚合物材料在吸光、电荷传输和界面行为等方面有很多优越性能：（1）较高的吸收系数：聚合物材料的吸收系数在可见光范围内较大，同时也有较宽的吸收区域。
（2）波长可调节：具有不同的结构及基团的聚合物材料可以实现波长可控制。
（3）易于加工：聚合物材料有很好的可加工性，可以用常规的溶液旋涂技术制备大面积薄膜。
（4）低成本：相对于无机材料，聚合物材料的制备成本低廉。
（5）环境友好：由于聚合物材料可回收利用和可降解，因此被认为是环境友好型材料，符合现代社会可持续发展的要求。
聚合物太阳能电池的原理及应用前景
聚合物太阳能电池的原理及应用前景随着化石能源的枯竭和环境问题的日益突出，人们开始转向可再生能源的开发和利用。
太阳能作为最常见的可再生能源之一，其占有量巨大，贡献可观。
因此，太阳能电池已经成为人们日常生活和生产中必不可少的能源设备。
而聚合物太阳能电池，是目前市场上最受关注的太阳能电池之一，其具有的高效性与可降低制造成本的特点，让它备受欢迎。
一、聚合物太阳能电池的原理聚合物太阳能电池是利用了一种称为“共轭聚合物”的半导体材料制作而成。
此类材料能够将太阳光能转化为电能。
在当今市场上，聚合物太阳能电池主要有三种类型，包括全聚合物太阳能电池、聚合物/无机太阳能电池和混合太阳能电池。
全聚合物太阳能电池的制造过程非常单一，只需要将电子给体和受体充分混合即可。
此时在材料中会形成复合物，进而形成了完整的光电转换器件。
聚合物/无机太阳能电池结构比全聚合物太阳能电池更为复杂，包括一个或多个界面且需要控制聚合物与无机材料之间的微观结构。
混合太阳能电池是目前研究得最为深入的一种。
其将电子给体与无机电子受体直接组合在一起，利用两者间的互补作用来提高太阳能电池的性能。
二、聚合物太阳能电池的应用前景聚合物太阳能电池具有很高的应用价值和广阔的应用前景。
首先，相比于传统的硅基太阳能电池，聚合物太阳能电池成本更低，生命周期更长，可重复使用。
另外，聚合物太阳能电池的较低制造温度和灵活性使其可以被制成非常薄的材料，适用于多种不同的应用领域，如便携式电子设备、智能家居、太阳光伏农业、建筑物外墙、建筑顶部和汽车车身等。
其次，聚合物太阳能电池在能量转换效率方面也取得了重大进展。
目前，聚合物太阳能电池的效率已经高达16%以上，而且还有望进一步提升。
这使得聚合物太阳能电池对于光伏发电领域的应用来说具有更大的竞争优势。
研究和开发聚合物太阳能电池对于科学发展和经济建设都是极其重要的。
未来，聚合物太阳能电池有望为我们带来更加绿色的能源，减少污染和环境破坏，保护地球的生态环境。
咔唑基聚合物太阳能电池材料的研究进展课件
Zhao等研究了基于PCDTBT/PC71BM的电池 在不同退火温度（50℃、60℃、80℃、100℃） 下的电池效率，不进行退火的Fresh组作为对 照。不进行热处理的电池光电转化效率最高。
2.3.2活性层的状态、材料组成的比重
增加PCNTBT和PCBM混合物活性层的厚度， 使吸收光强增大、活性层膜的凝固时间增加、 聚合物排列较好，可以提高器件的光电转换效 率。
Lee等[8]通过Suzuki聚合方法合成了新型的一系列由 咔唑和喹喔啉交替构成的聚合物。考虑到聚合物的溶 解性、易于表征、光伏设备的制造以及空穴迁移率， 设计了主干相同但侧链不同的聚合物。共聚物的空穴 迁移率、膜形貌以及加工性能受他们的大小/形状的影 响。在没有任何特殊处理的情况下，基于P2(R=辛基) 和PC71BM的异质结太阳能电池光电转化效率为4.0%， 若通过进一步修改聚合物结构或电池结构(例如引入氧 化钛)，将会实现更好的性能。
相同材料组成比重下，转化效率最高不总对应 于最大活性层厚度。 Zhao等通过调节PCDTBT和PCBM混合物活 性层厚度和PCDTBT对PC71BM的重量比设计 出了转化效率达5.19%的聚合物太阳能电池 （JSC=10.36 mA•cm-1，VOC = 910 mV， FF =55.06%）。
1.聚咔唑衍生物太阳能电池的研究历程
咔唑类聚合物中，发现最早、研究最充分的聚 合物太阳能电池材料是聚乙烯基咔唑(PVK)， 它的侧基上带有大的电子共轭体系，可吸收紫 外光，激发出的电子可以通过相邻咔唑环形成 的电荷复合物自由迁移。
1992年， N.S.Sariciftci等在Science上报道了 以共轭聚合物为电子给体材料、C60为电子受 体材料之间的光诱导电荷转移现象。 过程中，当电子给体材料与电子受体材料在复 合光的照射下，光诱导产生的电子即转移给受 体，而光诱导产生的空穴则转移给给体材料。
太阳能光电、光热转换材料的研究现状与进展
太阳能光电、光热转换材料的研究现状与进展一、本文概述随着全球能源危机和环境问题的日益严重，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，其开发利用已成为全球关注的焦点。
太阳能光电、光热转换材料作为太阳能利用的核心技术之一，其研究现状与进展对于推动太阳能产业的发展具有重要意义。
本文旨在全面梳理太阳能光电、光热转换材料的研究现状，分析当前的研究热点和难点，展望未来的发展趋势，以期为推动太阳能产业的可持续发展提供理论支持和实践指导。
本文将回顾太阳能光电、光热转换材料的发展历程，介绍其基本原理和分类，为后续的研究现状分析和进展讨论奠定基础。
重点分析太阳能光电转换材料，包括硅基材料、薄膜材料、钙钛矿材料等的研究现状，探讨其性能优化、成本降低以及产业化应用等方面的进展。
同时，对太阳能光热转换材料，如选择性吸收涂层、光热转换液体等的研究现状进行梳理，分析其在提高光热转换效率、稳定性以及应用领域拓展等方面的研究成果。
在此基础上，本文将深入探讨太阳能光电、光热转换材料研究中存在的问题和挑战，如材料性能瓶颈、制备工艺复杂、成本高昂等，并提出相应的解决策略和发展方向。
展望太阳能光电、光热转换材料的未来发展趋势，预测其在提高光电转换效率、降低成本、拓宽应用领域等方面的潜在突破，为太阳能产业的可持续发展提供新的动力。
通过本文的综述，旨在为读者提供一个全面、深入的太阳能光电、光热转换材料研究现状与进展的认识，为相关领域的研究人员和企业决策者提供有益的参考和借鉴。
二、太阳能光电转换材料太阳能光电转换材料是能够将太阳光直接转化为电能的材料，主要包括硅基材料、多元化合物薄膜材料、有机和聚合物材料以及染料敏化太阳能电池材料等。
随着全球对可再生能源需求的不断增长，太阳能光电转换材料的研究与应用日益受到重视。
硅基材料作为目前最成熟、应用最广泛的光电转换材料，经历了从单晶硅到多晶硅、再到薄膜硅的发展过程。
单晶硅太阳能电池转换效率高，但成本较高；多晶硅和薄膜硅则具有较低的成本和较好的应用前景。
太阳能电池的研究现状及发展趋势
３ ． １ 聚 乙烯基 咔哇 （ Ｐ Ｖ Ｋ 】
Ｐ 也是近年来在光 电转换领域较为热门的一类材料 ， 其 中性能较 好 的是３ 烷基（ Ｐ ３ Ａ Ｔ ） ［ １ ４ ， １ ６ ］ 。一般６ 碳 以上的烷基 噻吩可溶解 ， 但１ ０ 碳以 下的烷基取代物有部分为凝胶 。与Ｐ Ｐ Ｖ 不 同，单烷基噻吩 比３ ， ４ 一 双烷 基噻吩具有更好的溶解性 ，主要 是因为双烷基取代噻 吩位阻太大 ，降 低了其有效共轭长度 ， 提高了离子化 电位。 ４ 太阳能 电池发展趋势 提高转换效率和降低成本是太阳能电池制备 中的两个重要 因素 ， 也是今后太阳能电池 的主要发展方 向。单晶硅 、多晶硅太阳电池 目前 研究的主要任务是 在提高效率 的同时如何进一步降低成本。多晶硅薄 膜 电池既有晶硅电池高效 、 稳定 、资源丰富 、无毒的优势 ，又具有薄 膜 电池低成本优 点 ，成本 远低于单 晶硅 电池 ，成为 国际上研究 开发 热点 ，国外发展 比较迅速 ，在未来 地面应用方面将是发展方 向。非 晶 硅薄膜 电池研究＿ Ｔ作主要在提高效率和稳定性方 面。非 晶硅薄膜 电池 质量轻 、成本低 ，有极大发展潜力 ，如果 效率 和稳定性方面进一步提 高， 将是太 阳电池 主要发展产品。 目前研究任 务是提 高大面积非 晶硅 电池稳定效率，稳定效率７ — ８ ％，寿命２ ｏ 年， 尽快为产业化服务。Ｃ Ｉ Ｓ ， Ｃ Ｉ Ｇ Ｓ ，Ｃ ｄ Ｔ ｅ电池被认为未来实现低于 １ 美元／ 峰瓦成本 目标 的典型薄膜 电池 ，Ｃ Ｉ Ｇ Ｓ电池在实 现产 量时制造成本 比硅 电池更低 ，如生产 ＿ Ｔ 艺 发展成熟 ，产业 化问题得 以解决 ，与硅 电池相 比有很强竞争优势 ，是 种很有发展前途薄膜太 阳电池 。 目 前研究重点是进一步提高效率 ， 降低成本 ，使之大规模 产业化 。全 固态 电解质纳米太 阳电池效率不理 想 ，仍需进一步深入研 究。从商业化角度看 ，多晶硅薄膜和非晶硅薄 膜 电池以其高转换效率和低成本的优势 ，将成为市场的主导产 品。
太阳能电池技术的新进展与发展趋势
太阳能电池技术的新进展与发展趋势随着世界各国对可再生能源的需求与日俱增，太阳能电池技术得到了快速发展和推广。
太阳能电池是一种将太阳光转化为电能的装置，其关键在于光电效应和半导体材料的选择。
目前，太阳能电池技术的新进展和发展趋势主要集中在以下几个方面。
一、光电转化效率的提高目前市场上常见的太阳能电池主要有单晶硅、多晶硅、铜铟镓硒(CIGS)、无机有机杂化钙钛矿等几种。
其中，单晶硅因其高转化效率和稳定性得到了广泛应用，但也存在成本较高的问题。
而CIGS电池由于材料稳定性不佳导致其寿命较短，而钙钛矿电池则由于其复杂的制备过程和材料稳定性仍在研究之中仍未广泛应用。
因此，研究人员一直努力寻找新的太阳能电池材料，以提高光电转化效率和降低成本。
最新的研究表明，通过使用双折射晶体材料可提高光电转化效率，这是一种容易得到的材料，可以从全球范围内获得。
二、柔性太阳能电池的研发与应用随着可穿戴设备和智能手机等市场的逐渐发展，柔性电子和柔性太阳能电池也逐渐成为研究热点。
与传统太阳能电池不同，柔性太阳能电池可以在较小的空间内拥有更大的接触面积，并可以更自适应地适应曲面形状。
同时，柔性太阳能电池的制备和加工流程也更加简单和直观，可以通过印刷、喷涂等方式来大规模生产，具有广阔的应用前景。
在这方面，目前最有前景的材料是有机聚合物、纳米材料和二维材料等。
柔性太阳能电池同样可以与锂离子电池进行集成，产生更加高效、轻量级、柔性的电池，以适应不同的应用场景。
三、太阳能光伏与储能一体化随着能源消费结构的转型和可再生能源的推广，太阳能发电已成为我们未来主要的能源来源之一。
与此同时，随着储能技术的不断成熟，太阳能光伏与储能一体化系统越来越受到瞩目与关注。
太阳能光伏系统的储能模式主要分为两种：一是直接将太阳能转化为电能，存储在电池组中，再供给家庭或商业等场所的用电。
二是将电能通过电力网直接输出，并从电力网中购买所需电量。
随着可再生能源的不断普及，太阳能光伏和储能系统的相关研究也在不断展开，预计未来几年内会有更多的技术采用太阳能光伏系统进行储能。
李永舫聚合物太阳能电池光伏材料和器件
孙清江
150 100 50 0
Ca/Al Alq3 QD poly-TPD
ITO/PEDOT
Ca/Al Alq3 QD
10 4 10 3 10 2 10 1 10 0 10 Red -1 10 10 10 10
Orange
3
5
1.5 Red 1.0 0.5 0.0 1.5
8861cd/m 2@18V 3720cd/m2 @15V 1472 cd/m 2@13V 563 cd/m @11V 2 122 cd/m2 @8V 15 cd/m @5V
• 正要出成果时到了退休年龄。
人生感悟：人生苦乐相伴
“我走过的这六十年，经历了不少艰难困苦的岁 月，…。不过，人生苦乐相伴，有苦也有甜。我也有 在乡下和小伙伴一起玩耍的愉快、上学时获得新知识 的好奇和高兴、挨饿时吃顿饱饭的满足、酷暑烈日下 劳动后树荫下的凉爽、恢复高考后重获读大学机会的 兴奋、科研获奖登台领奖的光荣、研究工作取得进展
集中力量，实现有限目标。取得有影响和有特
色的研究成果。
（在研ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ中随时注意“发现新现象”）
科研感悟：集中一个研究方向
基于核壳结构的CdSe/ZnS 或 CdSe/CdS/ZnS半导体量子点 发光二极管（ QD-LEDs ） 最大亮度(cd/m2) 红: 9064 橙: 3200 黄: 4470 绿: 3700 电致发光峰 波长(nm) 半峰宽 (nm) Red: 619 28 Orange: 595 28 Yellow: 576 35 Green: 525 32
聚合物太阳能电池光伏材料和器件
李永舫
中国科学院化学研究所 苏州大学材料与化学化工学部 E-mail: liyf@
报告提纲
聚合物太阳能电池的制备及性能研究
聚合物太阳能电池的制备及性能研究近年来，随着能源危机的日益严重，新能源研究备受关注。
太阳能作为最为广泛的可再生能源之一，其发展前景广阔。
而聚合物太阳能电池由于其低成本、轻便、柔性等优点，成为了太阳能领域中被广泛研究和应用的热门方向之一。
一、聚合物太阳能电池的制备聚合物太阳能电池是利用聚合物半导体材料与其他功能层耦合，形成一个有机薄膜结构，可以将光能转化成电能的一种设备。
其基本结构包括透明导电ITO玻璃衬底、有机薄膜太阳电池结构、阻障层和电极。
制备过程中的主要步骤包括表面处理、薄膜制备、太阳电池制备和保护层制备。
1.表面处理表面处理是制备聚合物太阳能电池的第一步，其目的是为了清洁ITO基板表面，增加ITO和PVDF之间的黏附力。
表面处理得不到保障，薄膜沉积过程中就会产生裂缝，导致光电转化效率降低。
2.薄膜制备在选择材料上，光吸收层、电子传输层和电子受体层是最重要的三个部分。
在这三个部分中，光吸收层是最关键的部分，可使太阳能光子吸收并转换为电子激发。
3.太阳电池制备太阳电池结构是太阳能电池制造中的重要一步，这个结构主要包括阳极和阴极两个电极，从而让阳极输送电子到阴极，并将光能转化成电能。
其中，电子传输层和电子受体层起到了关键的作用，而阻障层主要负责阻隔氧、水等无益杂质进入，影响太阳电池性能。
4.保护层制备在这一步中，主要制备一层热稳定的材料覆盖在太阳电池上，以保证它在长时间的使用过程中不受到氧化、水解和腐蚀等因素的影响，提高耐久性和稳定性。
二、聚合物太阳能电池的性能研究和传统有机太阳能电池不同，聚合物太阳能电池在材料的选择和制备上有了更多的选择余地，具有更好的光电转化效率和机械柔性等优点。
关于聚合物太阳能电池的性能研究，下面列出几个方面：1. 光伏特性光伏特性（如展开电压、展开电流、填充系数、转换效率等）是聚合物太阳能电池性能的重要指标之一。
研究表明，在同样的太阳光照强度下，不同材料的电流密度不同，而这与材料的能带结构有关。
聚合物材料的最新研究进展与应用前景
聚合物材料的最新研究进展与应用前景随着人类对材料科学的研究不断深入，聚合物材料成为了备受关注的新型材料之一。
目前，聚合物材料已经成功应用于食品包装、医疗器械、电子器件等领域，并且在不断拓展应用范围的同时，其性能也在不断提高。
在本文中，我们将介绍聚合物材料的最新研究进展以及应用前景，通过这些内容可以更好地了解聚合物材料的优势与不足，从而更好地指导其发展方向。
一、聚合物材料的种类及主要性能聚合物材料是由单体分子通过化学反应形成的高分子化合物材料，包括热塑性聚合物、热固性聚合物、弹性体、共聚物和交联聚合物等。
这些材料具有密度低、化学稳定性好、加工性能高等优点，因此广泛应用于工业、医疗、电子等领域。
聚合物材料的主要性能包括：1.力学性能：聚合物材料具有高强度、高韧性、低密度等特点，在某些状态下具有良好的弹性。
2.化学稳定性：聚合物材料不易被化学物质侵蚀，因此在一些领域中应用较为广泛，如食品包装、医疗器械等。
3.耐热性和耐寒性：聚合物材料对温度波动的抵抗力较强，能够适应不同的环境条件。
4.光学性能：聚合物材料能够满足不同光学要求的性能，例如透光性、光谱特性等。
二、聚合物材料的应用领域1.医疗与健康聚合物材料在医疗领域有着广泛的应用，如医疗包装、医疗器械、医用敷料等。
而且聚合物材料具有生物相容性好、透明度高、消毒方便等特点，能够为医疗行业提供更加安全、便捷的方案。
2.电子与光电随着智能手机、平板电脑、智能手表等新型智能设备的普及，对应的电子制造行业也得到了迅速发展。
在这个领域中，聚合物材料具有低介电常数、低损耗、高导电性等特点，成为了替代铜基板和玻璃基板的优秀替代品。
3.包装与储存食品、药品等产品的保鲜性能是一个很重要的方面，而聚合物材料具有密封、隔氧、防潮等特点，能够更好地保护食品、药品的品质，从而更好地延长其保存时间。
4.建筑领域聚合物材料的良好耐久性可在日常使用中保持良好的稳定性，而且可以有效地替代传统的建筑材料，例如石膏板、混凝土等，进而使建筑物的结构更加轻便、耐久。
聚合物材料在光伏电池中的应用研究
聚合物材料在光伏电池中的应用研究随着能源危机和环境问题的日益突出，可再生能源逐渐成为人们关注的焦点。
太阳能光伏电池作为可再生能源的重要组成部分，具有广阔的应用前景。
然而，传统的硅基光伏电池存在成本高、重量大和制造过程复杂等问题。
为了克服这些限制，研究人员开始关注聚合物材料在光伏电池中的应用。
聚合物材料是由多个相同或不同的单体分子通过化学键连接而成的高分子化合物。
与传统的无机材料相比，聚合物材料具有许多优势，如轻量、柔性、可加工性强、低成本等。
这些优势使得聚合物材料成为光伏电池领域的热点研究对象。
在聚合物材料中，共轭聚合物是最常见的材料之一。
共轭聚合物通过共轭结构形成了扩展的π电子共轭体系，使得它们能够有效地吸收光能，并转化为电能。
此外，共轭聚合物还具有调节光电性能的能力，通过改变材料结构和化学修饰，可以调控吸收光谱范围和能带结构。
这种可调控性为光伏电池的效率提升提供了新的途径。
聚合物材料在光伏电池中的应用主要包括有机太阳能电池（organic solar cells，OSC）和染料敏化太阳能电池（dye-sensitized solar cells，DSSCs）。
有机太阳能电池是利用有机半导体材料将光能转化为电能的一种光伏装置。
聚合物半导体材料作为这类太阳能电池的关键元件，负责光吸收、电荷传输和光电转换等功能。
聚合物材料的光电特性以及纳米结构的控制对有机太阳能电池的性能有着重要影响。
近年来，采用不同的共轭聚合物材料和非富勒烯电子受体，有机太阳能电池的转换效率不断刷新纪录，并逐渐接近商业化应用的水平。
然而，提高有机太阳能电池的长期稳定性和制造过程的可扩展性仍然是一个挑战。
染料敏化太阳能电池是利用染料吸收光子产生电荷，然后通过电解质传递电荷，最终转化为电能的光伏装置。
传统的染料敏化太阳能电池使用钛酸盐作为电子受体，但具有昂贵和稳定性差的缺点。
聚合物材料作为新型电子受体，具有低成本、可调控性强的优势，被广泛应用于染料敏化太阳能电池的研究中。
新能源材料论文 南京工业大学
聚合物太阳能电池光伏材料的研究进展班级：复材1002 学号：15 姓名：金奇杰摘要：聚合物太阳能电池中给体材料的能级水平、带隙、光吸收系数、溶解性、成膜性及载流子迁移率是决定器件性能的关键因素。
阐述了聚合物太阳能电池中给体材料的最新研究进展，着重介绍了含有苯并双噻吩的窄带隙D－A类型的共聚物，并对一些给体材料的能级水平优化结果做了简单的总结。
最后指出了未来聚合物太阳能电池给体材料今后的发展方向。
关键词：共轭聚合物；聚合物太阳能电池；窄带隙；苯并双噻吩中图分类号：O633 文献标志码：ARecent Progress of the Photovoltaic Materials in Polymer Solar CellsClass: CM1002 SN:15 Name: Jin QijieAbstract:The performance of devices is depend on the energy levels, bandgap, light absorption coefficient, solubility, film forming ability and carrier mobility of the donor materials in polymer solar cells. The recent progress of the in polymer solar cells is reviewed, and the containing benzo bisthien of D-A copolymers is introduced. The energy le photovoltaic materials vels optimization results of the photovoltaic materials are summarized. Furthermore, the future prospects of the photovoltaic materials in polymer solar cells are pointed out.Key words: conjugated polymer; polymer solar cells; narrow bandgap; benzo bisthien1.引言随着人类对能源需求的增加，能源问题成为当今社会面临的重要问题之一。
聚合物太阳能电池材料的研究进展
(1Hubei Key Laboratory of Low Dimensional Optoelectronic Materials and Devices, Hubei University of Arts and Science, Xiangyang 441053, Hubei Province, P. R. China; 2State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials, Xiʹan Jiao Tong University, Xiʹan 710049, P. R. China; 3Key Laboratory of Green Processing and Functional Textiles of New Textile Materials, Ministry of Education, Wuhan Textile University, Wuhan 430073, P. R. China)
武汉纺织大学新型纺织材料绿色加工及其功能化教育部重点实验室, 武汉 430073)
ˉ w=200, 400, 1000, 2000), 合成具有可生物降 采用柠檬酸(CA)交联聚乙二醇(oligo-PEG, 平均分子量M
解性能的聚柠檬酸-乙二醇(PCE)交联聚酯, 并以此为基体材料制备得到准固态的三维交联型 PCE/LiI/I2 聚合物 电解质. 采用红外吸收光谱(IR)、 核磁共振氢谱(1H-NMR)、 扫描电镜(SEM)和 Raman 光谱分别对 PCE 基体的分 子结构、 聚合物电解质的微观形貌以及导电离子对的存在形式进行表征; 通过线性扫描伏安法(LSV)研究了聚 合物电解质的离子扩散系数、 电导率以及电池的输出电流-电压(I-V)性能. 结果表明, PEG 的分子量影响 PCE 基体膜的微观形貌及其吸液性能, 从而影响聚合物电解质的离子导电性能及电池的光电性能: 随着 PEG 分子 ˉ w从 200, 400, 1000 增大到 2000, PCE 基体膜的结构变得疏松, 吸液率增加, 吸液溶胀后的基体中 I量M 3 的跃迁 活化能降低, 导致电解质的电导率和电池的短路光电流密度随之增加; 在 60 mW · cm-2 的入射光强下, 四种电 解质对应电池的光电转化效率依次为 3.26%、 3.34%、 4.26%和 4.89%.
基于宽带隙聚合物太阳能电池的研究进展
第49卷第9期2021年5月广州化工Guangzhou Chemical IndustryVol. 49 No. 9May. 2021基于宽带隙聚合物太阳能电池的研究进展庄程东郭鹏智2(1兰州交通大学材料科学与工程学院，甘肃 兰州730070；2兰州交通大学国家绿色镀膜技术与装备工程技术研究中心，甘肃 兰州730070)摘 要：有机太阳能电池因为制备过程简单、重量轻、成本低廉和可制成柔性器件等优点受到了广泛的关注。
近年来，随着窄带隙小分子受体材料的快速发展，与之光谱匹配的宽带隙给体聚合物太阳能电池表现出较高的PCE 。
研究人员通过苯并二廛 吩(BDT)、苯并二嗟吩-4,8-二酮(BDD)、蔡并双三醴和苯并三®(BTA)等构建块，设计合成了一系列高效的宽带隙给体聚合物。
在此对宽带隙聚合物非富勒烯太阳能电池的研究进展进行综述。
关键词：给体聚合物；有机太阳能电池；宽带隙；研究进展中图分类号：0631.3文献标志码：A 文章编号： 1001-9677 (2021) 09-0021-07Research Progress on Wide Bandgap Polymers for Polymer Solar Cells **基金项目：国家自然科学基金(No. 51903112)。
第一作者：庄程东，男，硕士，研究方向：有机太阳能电池材料的合成与研究。
通讯作者：郭鹏智，男，博士，研究方向：有机太阳能电池材料的设计、合成与器件研究。
ZHUANG Cheng-dong 1, GUO Peng-zhi'(1 School of Materials Scienceand Engineering , Lanzhou Jiaotong University , Gansu Lanzhou 730070 ；2 National Green Coating Technology and Equipment Research Center , Lanzhou Jiaotong University ,Gansu Lanzhou 730070, China)Abstract : Organic solar cells have attracted much attention because of their excellent advantages of easy fabrication ,light-weight , low-cost and flexibility. In recent years , with the rapid development of narrow-band gap small molecularacceptor materials , the wide band gap donor polymer solar cells with spectrum matching show higher PCE. A series ofhigh efficient wide band gap donor polymers were designed and synthesized by using benzodithiophene ( BDT ), benzodithiophene -4,8 - dione ( BDD) , naphthalene bistriazole ( TZNT ) and benztriazole ( BTA ) as building blocks. Theresearch progress onnon fullerene organic solar cells with wide gap donor polymers was reviewed.Key words ： donorpolymers ； organic solar cell ； wide band gap ； progress有机太阳能电池因为其成本低、重量轻、柔性、可大面积印刷制备等优点成为研究热点。
聚合物太阳能电池材料的研究进展_张超智
平面异质结概念也有一定的局限性 ： 给受体界 面 的 接 触 面 积 比 较 小 ， 并且要求载流子寿命较长以确 形成 连续 保电子和空穴能够达到各自的电极 。 研究人员将给受体共混体系作为有机光伏器件的活性层 ，
， 之比 ， 最终表示为四种效率的乘积形式 ： 其中 Ａ 表示光子吸 Ｅ Ｑ Ｅ（ ＝ × × × λ） λ） λ） λ） λ） Ａ（ Ｅ Ｄ（ Ｃ Ｓ（ Ｃ Ｃ（ η η η η 收， 与受体 Ｅ Ｄ 表示 激 子 扩 散 ， Ｃ Ｓ 表 示 电 荷 分 离， Ｃ Ｃ 表 示 电 荷 收 集。 光 电 压 或 者 称 开 路 电 压 （ Ｖｏ ｃ） 该能级差是电荷分离的主要驱动力 。 图 ２ 中对比了太 Ｌ ＵＭＯ 能级和给体的 ＨＯＭＯ 能级之差密切相关 ， 。短路电流（ 带隙为１ 则是电池响应度与 阳光谱和典型聚合物太阳能电池的外量子效率 光 谱 （ ． ９ ｅ Ｖ） Ｉ ｓ ｃ） 入射太阳光辐 射 照 度 乘 积 的 积 分 。 因 此 ， 吸收更宽的太阳光谱与扩大给体的 Ｌ ＵＭＯ 能 级 与 受 体 的 高效能的聚合物太阳能电池 ＨＯＭＯ 能级之差分别可提高器件的短路电流和 开 路 电 压 。 材 料 不 断 革 新 ， 也不断涌现 。 形貌是体异质结太阳能电池另一重要参数 。 图 ３ 展示出体异质结的优势形貌 ， 即互穿网络
太阳能电池的新领域 。 经过一系列优化后 ， 基于聚对苯乙炔聚合物太阳能电池的光电转换效率被提 高到
［８， １ ９］ 。 然而 ， 由于相对较低的空穴 迁 移 率 和 较 窄 的 光 吸 收 范 围 ， 使得该聚合物太阳能电池的 ３ ． ０％ 以上 １ ［ ２ ０］ （ 进一步改善空间比较有限 。２ 可溶性聚噻吩特别是聚 （ 成为聚合物太阳 １ 世纪初 ， ３ Ｐ ３ ＨＴ） － 己基噻吩 ）
聚合物材料在能源领域中的应用研究
聚合物材料在能源领域中的应用研究随着全球对能源安全和可持续发展的日益重视，研究新型、高效的能源材料成为了当今社会的热门话题。
在这样的背景下，聚合物材料逐渐成为了能源领域中的一种重要材料，应用范围广泛，包括太阳能电池、锂离子电池、超级电容器等。
本文将深入探讨聚合物材料在能源领域中的应用研究，并介绍一些相关案例。
1. 太阳能电池太阳能电池是目前最为流行的新型太阳能发电技术之一。
其中，有机太阳能电池是通过使用聚合物材料作为电子受体的一种光电转换装置。
可以将太阳光辐射转化为电能，从而实现自然能源的有效利用。
相对于传统的无机太阳能电池，有机太阳能电池较为轻便、柔性性强，因此具有更多的应用优势。
有机太阳能电池使用的最常见的聚合物材料是聚苯基乙烯（PS）和聚苯乙烯（PS）。
这些材料具有良好的光电特性和稳定性，同时还能够进行大规模制备，因此成为了有机太阳能电池研究的重点。
在有机太阳能电池的研究中，聚合物材料的设计与合成是关键。
科研人员需要在聚合物上引入不同的基团和化学键，以调节其能带结构和光吸收特性。
例如，通过引入吸收光谱与太阳光辐射波长重合的电子受体基团，可以有效提高有机太阳能电池的光电转换效率。
2. 锂离子电池锂离子电池是目前电子设备中最为流行的电池类型之一。
其中，聚合物电解质材料可以有效提高锂离子电池的性能和稳定性。
聚合物电解质材料具有柔性、轻量化、阻燃和化学稳定性等优点，因而得到了广泛的关注和研究。
聚合物电解质材料的研究重点在于其导电性能和稳定性。
研究人员需要设计具有良好离子导电性的聚合物材料，并寻找合适的添加剂和制备工艺，以提高其离子传输速率和电池性能。
近年来，一些具有多种功用的聚合物材料，如聚合物电解质/隔膜复合材料、聚合物负极复合材料等逐渐得到了研究人员的重视，这些复合材料具有更高的电池性能，可以满足更加严格的应用需求。
3. 超级电容器超级电容器是目前电池领域中新兴的电学存储设备。
其优点在于高功率、高能量密度、长循环寿命和快速充放电等。
新能源材料分类及其研究进展
新能源材料分类及其研究进展1.光电能源材料：光电能源材料是指能够将太阳光转化为电能的材料，包括太阳能电池（如硅基太阳能电池、薄膜太阳能电池等）、光催化材料（如二氧化钛、二氧化锌等）和光热材料（如太阳能热发电材料）。
近年来，钙钛矿材料是光电能源材料的一个研究热点，其具有高效率、低成本和稳定性好等特点。
2.储能材料：储能材料主要指用于电池和超级电容器等能源存储装置中的材料，包括锂离子电池材料、钠离子电池材料、锌空气电池材料等。
锂离子电池材料是目前最常用的储能材料，但其比容量有限、资源稀缺等问题亟待解决。
因此，研究新型储能材料成为一项重要的研究方向。
3.催化材料：催化材料是指能够促进化学反应的材料，广泛应用于能源转化和储存中。
例如，氢能源领域常用的催化剂有铂、钯等贵金属，但其成本高且稀缺。
因此，研发高效低成本的催化材料是催化领域的重要研究方向。
4.导电材料：导电材料是指能够具备良好电导性能的材料，主要用于电子器件和能源传输领域。
常见的导电材料有金属、导电聚合物、碳纳米管等。
碳纳米管由于其优异的电子传输性能和结构特点，在能源领域具有广阔的应用前景。
5.新型光伏材料：新型光伏材料是指能够将太阳能有效转化为电能的材料，可代替传统硅基太阳能电池。
其中，有机无机杂化钙钛矿材料由于其高效率、低成本和可调性等优点备受瞩目。
同时，也有其他新型光伏材料如有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池等。
随着能源危机的加剧和环境问题的日益突出，新能源材料的研究进展日新月异。
例如，近年来固态电池材料、钠离子电池材料、水分解催化剂等新型能源材料不断涌现。
同时，通过材料设计和制备工艺的研究，使新能源材料具备更高的能量转化效率、更长的使用寿命和更低的成本，为新能源技术的发展提供了坚实的基础。
总之，新能源材料具有重要的应用价值和发展前景。
通过不断的研究和创新，可以为能源领域提供更加高效、低成本和绿色的能源材料，推动能源可持续发展。
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聚合物太阳能电池光伏材料的研究进展
作者：赵雨琪
来源：《科学与财富》2019年第31期
摘要：光伏材料是太阳能电池的专用材料，指的是能够将太阳能直接转化为电能的材料。
聚合物太阳能的响应方式，是与传统无机太阳能电池的光电响应方式非常不同的现代工作方式。
聚合物太阳能电池的器件结构、工作原理、光电效应，以及电能的产生过程有其特殊性。
回顾其发展历程，为提高聚合物太阳能电池效率的途径总结、研究太阳能电池的使用寿命，以及今后未来的发展指明了方向。
关键词：聚合物;太阳能电池;光伏材料;新能源
前言：太阳能电池中的光伏材料能够把太阳能直接转化为电能，而以聚合物为主体的光伏材料将有效的产生伏特效应。
近几年来，广大企业纷纷发现了聚合物太阳能电池生产成本低廉、轻薄灵活、光伏材料分子结构可设计性强的优点。
提升光电转化效率，改善电池结构，优化光伏材料的选择，改变电池组装技术等等，是强化聚合物太阳能电池工作原理的法宝。
一、聚合物太阳能电池发展的历程
太阳能作为一种容易获取，且安全、清洁、无污染的新型能源，为现代人解决能源危机提供了崭新的思路。
太阳能来制造有效的太阳能电池技术，最早是由实用性的单晶硅电池拉开序幕的。
而后经历了无机化合物、半导体太阳能电池、有机小分子太阳能电池，以及聚合物太阳能电池等几个历史发展阶段。
与其他几种太阳能电池相比，人们发现聚合物太阳能电池的原料应用较为广泛，而且生产成本较低，其光伏材料可以自行设计，而且在制备柔性器件时其优势非常明显。
聚合物太阳能电池中的P型材料工作原理比较简单，只要当光照射到聚合物的电池材料之后，光子就会被迅速的吸收。
激子产生之后，扩散到给体受体的接触界面，而后自由分离，分离结果往往是成自由电子和空穴。
聚合物太阳能电池的电能转化原理，是在内建电场的驱动之下，自由电子通过竖体材料的通道，直接迁移到阳极，而空穴则通过给体材料通道继续迁移到阴极。
需要特别关注的是，现代聚合物太阳能电池的光敏层结构，优化的光敏层结构将对于未来太阳能电池的发展趋势给予更好的推动。
二、聚合物太阳能电池的开发原理及必要性
聚合物太阳能电池是一种有机的太阳能电池，由于其使用光伏材料，因此也被称之为有机光伏电池。
使用有机半导体材料作为实现光电转化效应的电池材料，在吸收光子之后，常常激发了各自电极，这是一种太阳能电池产业化发展过程中实现有机太阳能电池大幅度和大规模推广的历程。
聚合物太阳能电池的导电性能使得其在制造轻薄型的轻质电池以及高分子聚合物电池方面的应用，前景十分广阔。
聚合物太阳能电池通常的器件活性层可以做到很薄，该厚度仅为0.1um，就可以很好的达到光能的吸收，因此，各大企业及相关产业希望能够使得聚合物太阳能电池更大规模的走入到商品化市场。
新能源领域目前作为国家经济发展过程中极为重要的一个发展方向，对于未来太阳能电池的发展趋势提出了新的要求和展望，军用行业、以及民用和商用行业，都希望能够更好的应用聚合物太阳能电池，因此，研究该类型电池的材料演变过程具有非常积极的意义及必要性。
三、聚合物太阳能电池光伏材料的发展演变
（一）聚合物太阳能电池光敏层的结构
聚合物太阳能电池由聚合物光敏层、阴阳极组成，并且需要部分调节光的附加层共同辅助发挥作用，聚合物光敏层的性能对于整个电池的性能起到的作用是至关重要的，由于其结构往往是采用PPV制备单层结构器件，因此其早期的聚合物太阳能电池可能由于半导体材料较为单一，导致光敏层的光吸收不能很好的覆盖太阳光谱。
这就造成了对于太阳光资源的浪费，而且使得聚合物太阳能电池的光电响应反应有更大的提升空间。
为了避免单层结构器件自由电子负荷浓度过低，从而能够解决单层结构电池能源能效较低的长效问题，研究者开始将注意力逐渐的转移到异质结构类型的聚合物太阳能电池研究领域。
通过太阳能电池发光和应用实践的有关数据及案例可以发现，双层结构以及混合结构的异质结构太阳能电池，其分效性和电能转换效率将更高。
双层结构电池可以使得聚合物材料的光谱吸收率更高，但是由于在太阳光谱匹配度方面注重聚合物材料的电荷传输能力，激子传输速率不能很好的传输到结合面，也使得很多电子能源被白白浪费。
而体异质结构类型的聚合物太阳能电池，由于使用D相和A相相互渗透，能够非常良好的结合成网络中的连续相共混薄膜，电子和空穴不容易接近，反而大幅度提高了能量的转化效率。
（二）聚合物太阳能电池光伏材料
聚合物太阳能电池的光伏材料，主要指的是其电子给体和电子受体，这两大类材料的结构直接影响了聚合物太阳能电池的正常工作。
目前，应用较为广泛的聚合物太阳能电池光伏受体材料，往往使用的是无机半导体纳米晶类材料。
这利用了无机纳米晶载流子牵引率高，化学性能较为稳定而良好的特点。
无机纳米晶体常常使用CdS、Cdse、Zno、TiO2等等材质共同混合，经过实验测算可以发现，其能量转化率已经达到39%～160%。
聚合物太阳能电池光伏材料的受体材料发展速度较为迅速，但是人们也发现了在半导体纳米晶与聚合物溶液混合的过程中，可能会出现分离性比较差，容易发生聚集情况的问题。
虽然聚合物受体材料通过对于主链
使用不同取代基，促使其电子受体性能提升，但是由于载荷传输能力较低，该器件的能量转换效率仍然有提升的空间。
（三）聚合物太阳能电池光敏材料的优化展望
近几年来在光电领域内应用非常广泛、经常被使用制作电子光能器件的材料为3聚苯撑乙烯，PPV类的给体材料具有良好的溶解性，且容易修饰。
虽然其对于可见光覆盖区域比较狭窄，而且带隙较大，但是仍然可以采用改进聚合方法、区域性规整等方式实现更加有序的分子结构排列。
另外，研究者认为引入不同的取代基团，也可以达到很好的电载流子迁移率，从而能够更好的提升聚合物太阳能电池的使用寿命。
为了能够优化光敏层膜的微观形貌，依靠聚合物的自我组合形成非常良性的嵌段共聚物质，利用二者的光学形态不相容，结合PLLA的生物可降解性，在层面实现微相分离之后，能够形成特定而有序的纳米尺度。
在未来，可降解的PLLA将会得到更加广泛的应用，使得C60的完美嵌入提供了很好的通道，這种负荷的共混聚合物其本体与传统的太阳能电池相比将更加稳定，而且能够显著的提升载流子的迁移效率，提高整个器件的光电响应效率。
总结
聚合物太阳能电池光伏材料的发展，与传统的无机太阳能电池相比具有非常明显的优势，人们在设计合成材料的时候，希望能够更好的控制和优化光敏层材料的微观形貌。
电池器件结构对于材料的吸光强度有明显的要求，而在载流子迁移率提升的研究过程中，电池的制作工艺也将显著的影响其使用寿命。
之所以展开该研究，就是希望能够随着研究的不断深入，发现并制造具有更强稳定性，更低生产成本和更高光电响应效率的聚合物太阳能电池光伏材料，从而能够为人们的日常生活和其他各个领域带来更便利的电能供应。
参考文献：
[1]黄帅. 聚合物太阳能电池的界面修饰及性能优化[D].吉林大学，2019.
[2]李丹. 聚合物太阳能电池的新型给体光伏材料和阴极界面材料研究[D].中国科学技术大学，2019.
[3]邓阳华. 含Ullazine聚合物光伏材料和有机染料的性能及染料敏化太阳能电池光谱动力学的研究[D].湘潭大学，2018.
[4]郭彪. 通过氧化锌阴极界面层的修饰和活性层的溶剂处理提高聚合物太阳能电池性能[D].吉林大学，2018.
作者简介：
赵雨琪，出生年月：1998年7月，性别：女，籍贯：吉林白城，学历：本科，专业：材料科学，任职单位：湘潭大学材料学院，主要研究方向：新能源材料及开发等方面。