有机太阳能电池

特点

　　有机化合物的种类繁多，有机分子的化学结构容易修饰，化合物的制备提纯加工简便，可以制成大面积的柔性薄膜器件，拥有未来成本上的优势以及资源的广泛分布性。有机太阳能电池制备成膜。并且可以制备在可卷曲折叠的衬底上形成柔性的太阳能电池。用有机材料制备太阳能电池与硅太阳能电池相比具有制造面积大、廉价、简易、柔性等优点。随着新材料的不断开发和相关技术的发展，有机太阳能电池也愈来愈显示诱人的前景。

原理

　　有机太阳能电池以具有光敏性质的有机物作为半导体的材料，以光伏效应而产生电压形成电流。主要的光敏性质的有机材料均具有共轭结构并且有导电性，如酞菁化合物、卟啉、菁（cyanine）等。

参数

　　描述有机太阳能电池性能的主要参数有：

　　1、短路电流，开路电压。这两个参数都是在已知功率和能量的光照下测量的。

　　2、用来表示由于器件的电阻而导致的损失的参数FII I 因子(FF)

发展历程

　　有机材料选择是太阳能电池制作的关键, 它必须满足以下几个基本要求:和半导体接触 紧密;在可见光区有好的光吸收;有稳定也即是 长寿命的激发态存在;足够负的激发态氧化还 原势以使电子注入半导体导带,并且基态氧化 还原势尽可能正;满足初级和次级电子转移过 程中能量损失最小的要求。

　　最早期的有机太阳能电池为肖特基电池，即在真空条件下把有机半导体染料如酞 菁等蒸镀在基板上形成夹心式结构。初期的 有机太阳能电池都是单层结构,但是单层结 构太阳能电池的单色光量子效率(Quantum Effi ciency) 、填充因子(Fill Factor) 和总光电转 换效率都很低。无机太阳能电池的高光电转 换效率和p2n 掺杂给了有机太阳能电池很大的 启发,后来便出现了双层异质结和本体异质结 等借鉴无机太阳能电池的新型有机太阳能电 池,电池本身的各种参数都得到了有效的提高 和改善。

前景展望

　　有机太阳能电池机理研究还没有出现重大的新突破，能否找到新的依据来进行有机 太阳能电池的设计,可能会是今后很长一段时间内需要解决的问题。尽管如此还是可以大胆地预测,成本低、效率高、工艺简单的有机太阳能电池在将来的商业化普及是必然的, 它将成为世界能源中重要的有生力量。有机 太阳能电池的商业化还有很长一段路程要走, 关键问题是电池的各种性能参数尤其是总光电转换效率的提高。解决问题的主要出路,要 从有机太阳能电池设计的三个关键方面,电池 的运作机理、电池的制作材料和制作工艺出发。