有机太阳能电池结构研究进展_张剑.doc

第 31 卷 第 11 期 电 子 元 件 与 材 料 Vol.31 No.11 2012 年 11 月 ELECTRONIC COMPONENTS AND MATERIALS Nov. 2012 综 述 有机太阳能电池结构研究进展 张 剑 1，杨秀程 2，冯晓东 1 （1. 南京工业大学 材料科学与工程学院，江苏 南京 210009；2. 彩虹 张家港 平板显示有限公司，江苏 张家 港 215636） 摘要: 有机太阳能电池因具有成本低、质轻、柔韧性好、可大面积印刷制备的优点而受到广泛关注，对电池结 构进行优化可以改善有机太阳能电池的性能。综述了有机太阳能电池结构优化的最近研究进展，包括单层 Schottky 电池、双层异质结电池、本体混合异质结电池、叠层电池和 p-i-n 电池，讨论了有机太阳能电池的发展趋势和应用 前景。 关键词: 有机太阳能电池；结构优化；综述；异质结 中图分类号: TM 914.4 文献标识码:A 文章编号:1001-2028（2012）11-0075-04 Research progress of organic solar cells structure ZHANG Jian1, YANG Xiucheng2, FENG Xiaodong1 1. School of Materials Science and Engineering, Nanjing University of Technology, Nanjing 210009, China; 2. Irico Zhangjiagang Flat Panel Display Co., Ltd, Zhangjiagang 215636, Jiangsu Province, China Abstract: Organic solar cells attract considerable attention owing to their advantages, such as low cost, light weight, good flexibility, and large-scale printing. The performance of organic solar cells can be improved by optimizing the device structure. Recent research progress of the organic solar cell structure optimization is reviewed, including single layered Schottky solar cell, bilayered heterojunction solar cell, bulk mixed heterojunction solar cell, tandem solar cell and p-i-n solar cell. The research developing trends and application prospects of organic solar cells are discussed. Key words: organic solar cells; structure optimization; review; heterojunction 有机太阳能电池由于具有质量轻、成本低、制 备工艺简单、柔韧性好且可大面积制备等优点，成 为近年来的研究热点。1959 年首个有机太阳能电池 制备成功，其结构为单晶蒽夹在两个电极之间[1]，电 池的开路电压为 200 mV，电池的转换效率很低。1986 年 Tang[2]在这方面的研究获得了突破性进展，他分 别采用 p 型和 n 型有机半导体制备了双层结构电池， 首次引入了电子给体（p 型有机半导体，富电子型） 和电子受体（n 型有机半导体，缺电子型）的概念， 获得电池的能量转换效率约为 1%。 在过去的几十年中，有机太阳能电池的研究有 了很大的进展。目前的研究人员已研发出能量转换 效率可达 8.62%的有机太阳能电池[3]，并且一些公司 也已经开始批量商业化。Heliatek 公司创造了有机太 阳能电池的新世界纪录，该公司已经委托一家公认 的独立测试机构 SGS 对其最新的有机太阳能电池进 行测量，测量结果显示其能量转换效率已达到了 10.7%。 有机太阳能电池的结构对其性能的影响很大， 电池对光的吸收、电池内激子的产生与分离、电子 和空穴的传输等都受到电池结构的影响，因此，合 理地设计有机太阳能电池结构，可以提升电池的性 能。笔者综述了单层 Schottky（肖特基）结构电池、 双层异质结电池、本体异