隨著環(huán)境問(wèn)題與能源問(wèn)題的日漸嚴(yán)峻,作為清潔能源的太陽(yáng)能的利用越來(lái)越受重視。有機(jī)太陽(yáng)能電池在第三代太陽(yáng)能電池器件中將承擔(dān)極其重要的角色。相比于無(wú)機(jī)材料,有機(jī)材料存在明顯優(yōu)勢(shì),但是與無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池相比,有機(jī)太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)化效率還較低。如何從本質(zhì)上解決有機(jī)半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)換效率低的問(wèn)題,是太陽(yáng)能電池研究的關(guān)鍵。提高有機(jī)太陽(yáng)能電池效率主要可從兩個(gè)思路出發(fā):（1）對(duì)功能材料進(jìn)行物理?yè)诫s或者化學(xué)修飾,改善給體材料、受體材料對(duì)太陽(yáng)光的波長(zhǎng)吸收范圍,增加載流子的遷移率;（2）優(yōu)化電池活性介質(zhì)層的厚度,優(yōu)化給體-受體界面處的電子過(guò)程,促進(jìn)激子解離的同時(shí)需要抑制電子-空穴復(fù)合等其他競(jìng)爭(zhēng)行為。選擇單線態(tài)激子裂分材料是思路1的具體體現(xiàn),材料吸收一個(gè)光子最終產(chǎn)生兩個(gè)能量較低的激子,生成兩個(gè)電子空穴對(duì),這在理論上可以使太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化效率加倍。然而實(shí)際器件中很難達(dá)到理論預(yù)期的效率翻倍,因?yàn)橛绊懹袡C(jī)太陽(yáng)能電池性能的有短路電流JSC,。,開(kāi)路電壓VOC,填充因子FF,光電轉(zhuǎn)化效率PCE和外量子效率EQE等多個(gè)參數(shù)。給受體界面處的電荷分離過(guò)程是光電轉(zhuǎn)換的最為重要的環(huán)節(jié),是決定光伏器件效率的關(guān)鍵,也是思路2的具體體現(xiàn)。本文從這兩個(gè)... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

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【部分圖文】：

圖１．２中國(guó)太陽(yáng)能輻射資源分布

第一章序言??＾Ｗｈ／ｍＶｄａｙ??ＣｏｐｙｆｇＷ?＊?？０１０?３Ｔｉ＃攏牐椋睿悖崳?圖１．２中國(guó)太陽(yáng)能輻射資源分布。??Ｂｅｓｔ?Ｒｅｓｅａｒｃｈ－Ｃｅｌｌ?Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ?＃�。玻危遥牛�??５２?｜???ＷｕＨＩＪｕｎｃｔｌｏｎ?Ｃ？Ｍｓ?（２－Ｍｎｉｎａｌ．?ｍｏｎｏＭｔｌＣ）?ＴＭｎ＊Ｆｌｌｍ?ＴＫｈｎｏｌＯＢｉａｃ??ｎ?邊二二?，．，ｔ??４４?－?▼?ＴｉｗＢＢ＾ｉｉｔｌｏｎｉｎｏｉＫＸＭａｎｌｉＭｏｎ?Ｅｉｒｗｒａｍｇ?ＰＶ?Ｖ?２？ｕ?（－Ａｉ?＊ｙｉｊ??ｉ?－?一…??０?ｉ?＜＊＞－＊ｔ?￣＾ｒ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?＞?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?？??１９７５?１９８０?１９８５?１９９０?１９９５?２０００?２００５?２０１０?２０１５?２０２０??圖１．３?電池效率增長(zhǎng)圖。??硅昂貴的材料成本和工藝成本。就我國(guó)目前的技術(shù)水平而言，光電轉(zhuǎn)化成本預(yù)??測(cè)為約５元／度，是傳統(tǒng)的煤電成本的十倍，成本主要來(lái)自于生產(chǎn)制造材料的成??本和科技研發(fā)投入的成本。為了真正實(shí)現(xiàn)具有競(jìng)爭(zhēng)性的成本／效率比值，需要對(duì)??己有的技術(shù)改進(jìn)突破，這就促使第三代太陽(yáng)能電池概念的誕生。根據(jù)不同的發(fā)??展理念，第三代太陽(yáng)能電池研發(fā)方向可以分為兩類；第一類是對(duì)器件各參數(shù)進(jìn)??３??

超過(guò)１５％的光電轉(zhuǎn)化效率是實(shí)現(xiàn)有機(jī)太陽(yáng)能電池工業(yè)化應(yīng)用的??重要前提。魏志樣等［１５］系統(tǒng)地分析了近幾年有機(jī)太陽(yáng)能電池相關(guān)研宄，從能??量損失的角度闡述了提高有機(jī)太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)化效率的思路。如圖１．４所示，??在半導(dǎo)體材料帶隙在１．４±０．１ｅＶ左右且能量損失非常�。ㄗ詈脼榱悖┑臅r(shí)候，??器件光電轉(zhuǎn)化效率能夠達(dá)到２０％，但是這只是沒(méi)有能量損失的理想情況的結(jié)果。??統(tǒng)計(jì)表明大部分器件的能量損失達(dá)到０．７－１．０?ｅＶ，只有少數(shù)體系的能量損失小于??０．６?ｅＶ。能量損失一般來(lái)自于激子解離過(guò)程的能量損失和電子空穴復(fù)合帶來(lái)的??能量損失�？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)半導(dǎo)體材料帶隙（Ｅｇ）與電荷轉(zhuǎn)移態(tài)能量（ＥＣＴ）差值的??調(diào)控來(lái)減小激子解離過(guò)程的能量損失，通過(guò)抑制電子空穴復(fù)合等競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程來(lái)減??小電子空穴復(fù)合帶來(lái)的能量損失。目前大多數(shù)有機(jī)太陽(yáng)能電池體系非輻射能量??損失比較大，約為０．３６－０．４８?ｅＶ。解釋非輻射損失的根本原因和如何抑制體系的??非輻射損失，是一個(gè)重要的研宄方向。??５??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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