有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池給體材料的研究進(jìn)展

李瑞鋒，龔佩芬

（陜西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 智能制造學(xué)院，陜西 寶雞 721001）

太陽(yáng)能作為綠色能源中的重要分支，其光伏發(fā)電是眾多太陽(yáng)能應(yīng)用中最有效、最具有前景的方案之一。目前，以硅基光伏為代表的無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池占據(jù)了光伏市場(chǎng)的大部分份額，但隨著光伏項(xiàng)目的廣泛應(yīng)用和不斷推進(jìn)，硅基光伏的缺點(diǎn)開(kāi)始逐漸暴露出來(lái)，其制造成本過(guò)高，環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題日益突出。因此，摒棄能源消耗大、成本高、環(huán)境污染嚴(yán)重的晶體硅真空提純工藝，采用濕法工藝制備的薄膜電池逐漸成為科研工作者的關(guān)注熱點(diǎn)[1]。

經(jīng)過(guò)科研工作者的不斷研發(fā)，截止目前，聚合物光伏的電池轉(zhuǎn)化效率PCE已經(jīng)突破了16%，雖然和硅基太陽(yáng)能電池相比，在轉(zhuǎn)化率和穩(wěn)定性等方面還存在很大差距，但聚合物太陽(yáng)能電池仍然引起了科研工作者的廣泛關(guān)注[2]。下面對(duì)5大類(lèi)主流給體材料的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 聚苯撐乙烯（PPV）類(lèi)給體材料

在有機(jī)光伏發(fā)明初期，最先被研發(fā)出來(lái)的PPV類(lèi)給體材料是MEH-PPV，緊接著是MDMO-PPV，后來(lái)便是CN-PPV，這3類(lèi)材料是PPV類(lèi)中最具代表性的給體材料。1995年，Heeger等將MEH-PPV作為中間層的給體材料，選用PC61BM作為中間層的受體材料，將兩者充分混合后采用涂膜工藝制備成光伏電池的中間層，這項(xiàng)研究在有機(jī)光伏的研制歷程中具有里程碑意義。Salima等[3]通過(guò)優(yōu)化涂膜工藝參數(shù)，采用了改善薄膜表面形貌的技術(shù)手段提升了電荷遷移效率，進(jìn)而將PCE提高到2.9%。而Shaheen團(tuán)隊(duì)[4]于2001年，合成了一種新聚苯撐乙烯（PPV）類(lèi)聚合物，命名為MDM0-PPV，并與富勒烯衍生物混合制得中間層，其電池轉(zhuǎn)化效率達(dá)到2.5%。……