太阳能电池新型聚合物给体材料的性能研究_彭清

网络出版时间：2015-03-25 14:22

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中国材料进展

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太阳能电池新型聚合物给体材料的性能研究

彭!清 雷钢铁 刘!煜 朱卫国

#湘潭大学化学学院环境友好化学与应用教育部重点实验室!湖南湘潭#&&&%'$

摘!要 设计合成了新型聚合物给体材料g**:7*n!以g**:7*nvg0c(!研究了给受体比例及膜厚'受

体类型'添加剂等因素对有机太阳能电池性能的影响(结果表明!当给受体比例为&v$时!:7*n能与受体g0(形成L&c良好的网络结构!活性层薄膜表面变得更加光滑平整!在活性层膜厚为&$%H=时!!传输激子!器件能量转化效率达到$6&$M!采用&!<:二碘辛烷#b-V$做添加剂!在添加量为溶剂的!随着b-V加入量的增加!反而会减少给受体间的界面接触面积!(g0(做受I&c体时!电池的短路电流密度比g0(体系下的要大得多!g.URL&c(V能级较低!g**:7*nvg0(体系能量转化效率达到$6I<M(I&c

关键词 有机太阳能电池)聚合物给体)受体)添加剂

中图分类号 *e'&;!!文献标识码 )!!文章编号 :%'

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!前!言

太阳能是一种重要的能源!从某种程度上说太阳能是取之不尽!用之不竭的(鉴于这些优点!太阳能电池受到各国的高度关注!越来越多地投入大量的资金和人力对太阳能进行研究和开发(目前研究的主要是三类太阳能电池"无机太阳能电池#g3$'染料敏化太阳能电池

收稿日期 $%&#:%#:"%

基金项目 国家自然科学基金#;&$""&&$!$&&I$&<I$)湖南省自

然科学创新研究群体基金#&$QQI%%$$)湖南省教育厅重点项目#&$)&""$

第一作者 彭!清!男!&;<;年生!硕士研究生

通讯作者 雷钢铁!男!&;I%年生!博士!教授!+=>?5"5BAD

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#b//0$以及有机太阳能电池#V/0$(有机太阳能电池具有材料来源广泛!化学结构改性大!制造成本低!柔韧

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(因此!有机性良好!质量轻!可大面积制作等优势+&R

太阳能电池近年来受到研究人员越来越多的关注(通过对材料和器件结构的优化!现在单层有机太阳能电池的能量转换效率已经达到;6$M+L,!叠层器件的效率已经达到&%6LM+I,(在太阳能电池中!给体材料是吸收入射光的主体部分!吸收光子的多少直接决定了短路电流的大小(给体材料一般以噻吩类化合物为主!通过对结构

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(基团的修饰与取代!可以获得不同的给体材料+<R

我实验室通过采用给电子的噻吩并噻吩化合物和氟原子取代的喹喔啉单元共聚!获得了新型有机太阳能电池聚合物给体材料***g**R7*n!其分子结构如图&所示!该聚合物利用给电子和吸电子基团相互作用降低带