取得重大突破：一文看懂聚合物太阳能电池

2017.11.03 来源: 互联网大字

11月2日，中国科学院科技战略咨询研究院、中国科学院文献情报中心与科睿唯安公司联合向**发布了《2017研究**》报告和《2017研究**热度指数》报告。

报告显示，中国在25个研究**领域表现**，约占18%。其中，中国在植物基因组编辑技术、华北克拉通、聚合物太阳能电池、粲物理等**主题做出了****。

现如今，能源问题已经成为**关注的共同话题，各国也在不断尝试和发展新能源及再生能源，如太阳能、地热能、潮汐能、核聚变能等。其中，太阳能作为新能源的一种，由于技术相对成熟，广受各国青睐，而中国已经成为***主要的太阳能市场。因此，今天我们就来说说此次入选《2017研究**》的聚合物太阳能电池。

聚合物太阳能电池原理

聚合物太阳能电池基本原理是利用光入射到半导体异质结构或金属半导体界面附近产生的光生伏打效应。光生伏打效应是光激发产生的电子空穴对-激子被各种因素引起的景点势能分离产生的电动势的现象。

当光子入射到光敏材料时，光敏材料被激发产生电子和空穴对，在太阳能电池内建电场的作用下分离和传输，然后被各自的电极收集。在电荷传输的过程中，电子向阴极移动，空穴向阳极移动，如果将器件的外部用导线连接起来，这样在器件的内部和外部就形成了电流。

作为关键器件，聚合物太阳能电池性能参数直接决定了其应用领域。为此，各国研究人员在其性能改进方面投入了大量研究，包括改善光吸收、提高迁移率、新型材料及理论探索等。

聚合物太阳能电池发展历程

1977年，艾伦·黑格等三位科学家共同发现碘掺杂可使聚乙炔的电导率提高上千万倍，即在一定的条件下，聚合物可以像金属一样导电，从而**了一个**的应用领域，并因此获得2000年诺贝尔化学奖。

1982年，温伯格等人通过研究聚乙烯的光伏性质，制造出了**个具有真正意义的太阳能电池，当时转换效率仅为(10-3%)。随后，哥勒尼斯等人制作了聚噻吩太阳能电池，但都没有突破转化率问题。

1992年，萨利奇夫奇等人发现2-甲氧基-5-(2-乙基-乙氧基)-1,4-苯乙炔(MEH-PPV)与C60复合体系中存在快速光诱导电子转移现象，随之共轭聚合物/C60复合体系在太阳电池中的应用得到迅速发展。

2004年，Alam等人利用MEH-PPV为电子供体，BBL为电子受体制作的纯聚合物双层太阳能电池器件的能量转换效率达到4.6%，这在当时也是*好纪录。

2005年，Heeger课题组采用新颖的器件制作方法，制作出的聚(3-已基噻吩)P3HT与PCBM(富乐烯衍生物)掺混的本体异质结电池薄膜经150℃退火后，所得电池器件转换效率高达5%。

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