2025《有机太阳能电池电子传输材料研究进展综述》9700字.docx

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有机太阳能电池电子传输材料研究进展综述

摘要：为了缓解当前能源危机给世界带来的压力，大量的人力、财力与物力已经在太阳能电池等洁净能源领域开始投入了。由于有机太阳能电池具有独特的优点(有机材料易于润饰，器件制备方法简便且可制备出柔韧器件)，并且随着相关研究的深入，有机太阳能电池的能量转换效率逐步得到提高，这明示了有机太阳能电池商业化的美好前景，目前已经有大批科学家者奉献于有机太阳能电池领域的研发工作。文章从太阳能电池聚合物材料、小分子材料和提高有机太阳能电池能量转换效率的方法这三方面下手，对有机太阳能电池领域进行论述。

关键词：太阳能电池，光学，有机太阳能电池，电子传输材料，综述，研究进展

目录

TOC\o1-3\h\u30258摘要 1

6150关键词 1

5945目录 3

244071.前言 4

112452.主体部分 5

66092.1应用于有机太阳能电池的小分子材料 5

199362.1.1.酞菁类材料 5

36922.1.2.液晶材料 6

299002.1.3.稠环芳香化合物 6

202442.1.4.噻吩寡聚物 6

183552.1.5.三苯胺及其衍生物 7

308152.2应用于有机太阳能电池的聚合物材料 8

173902.21PPV及其衍生物材料 9

2482.2.2聚噻吩衍生物材料 10

3612.2.3D-A型共聚物材料 11

218512.3提高有机太阳能电池能量转换效率的方法 14

97012.2.1在有机功能层中引入微纳结构 14

109022.3.2对有机功能层进行掺杂 16

264352.3.3器件结构中加入缓冲层 16

20262.3.4有机太阳能器件阳极的优化处理 18

156473.总结 20

18037参考文献 21

前言

跨入20世纪以来，世界工业大发展，科技不停地进步，人民生活水平不断的提高，物质和文化生活进入了极大丰富的时代。例如冬日和绚的室内环境，方便快捷的交通出行，夜晚各色的霓虹灯，都使我们的生活丰富多彩。但是在我们享受生活舒适便捷的同时，对能源需求也持续增长。目前全球仍然以不可再生的化石燃料为主体，在使用能源的同时，也严重的影响环境，对人民的生产和生活造成极大影响，严重制约了人类社会经济和工业的进一步发展。

在化石能源日益匮乏的今天，研究人员对非化石能源的研究和开发也格外的重视。有机太阳能电池（OSCs）是现在研究的热门之一，因为有机太阳能电池有其非常好的优点：其主要有机材料的光伏性能可以通过不同的分子修饰来优化；有机太阳能电池制造，成本低廉、方法简单；容易制作大面积、柔性的有机光伏部件。在七十年代，科学家探索到了有机小分子的光电效应。后来聚合物太阳能电池也开始应用，不过其效率仍然很低，仍然不可以满足商业的需要。随着时间的推移，在1986年，东门柯达公司的邓青云博士在太阳能电池结构中加入双层异质结构，使得器件效率有了显著的提高。研究人员看到了有机太阳能电池商业化的光明远景。

目前，新型有机功能材料的研究、开发与有机光伏器件结构的优化，是有机太阳能电池的研究的主要研究方向。这两个方面相得益彰，一并提高了有机太阳能电池的光伏性能。

主体部分

根据主体有机材料的划分,能将有机太阳能电池分为聚合物型太阳能电池与小分子型太阳能电池。本文将从三部分分别介绍:太阳能电池的小分子材料、太阳能电池的聚合物材料和如何提高太阳能电池能量的转换效率。

1应用于有机太阳能电池的小分子材料

一般运用热蒸镀的方法将小分子光伏材料制成部件，此外部分可溶性小分子还能通过采用溶液旋转甩膜法、喷涂法、推膜法、丝网印刷和自组装法等方法。一般来说，这些小分子光伏材料大致可以分为五类:噻吩寡聚物、三苯胺及其衍生物、稠环芳香化合物、酞菁类材料和液晶材料等。图1罗列了具有代表性的各类小分子光伏材料的分子结构[1]，下面将逐个进行介绍。

酞菁类材料

p型有机半导体里的典型代表是酞菁类化合物,它拥有大π键。在600—800nm的光谱区域内，是酞菁类化合物的主要吸收峰,并且刚好和太阳光谱中的最大峰位相配合,所以这种材料相对于其他材料来说是比较适合作为给体材料(donor,D)以此来吸收光能的。在董长征[65]研究小组的研究报告里，系统地研究了苝类化合物PTC(见图1)分别与酞菁化合物MPc(如InClPc,VOPc,GaClPc,TiOPc,H2Pc和ZnPc)组成的双层有机p2n结太阳能电池的光伏性能.在他们的实验里发现,通过对酞菁中心的金属离子进行改变,更能有效