隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人口的增長,人類對能源的需求日益增加。像煤炭、石油之類的化石能源不僅面臨著即將枯竭的境地,而且在使用過程中會(huì)伴隨著大量的環(huán)境污染。為了保證社會(huì)的持續(xù)發(fā)展,尋找一種清潔可再生的能源顯得至關(guān)重要。太陽能是一種取之不盡用之不竭的清潔能源,如果能夠有效的利用太陽能,能源危機(jī)將迎刃而解。太陽能電池是一種可以將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件。聚合物太陽能電池由于具有成本低、材料來源廣泛、質(zhì)量輕、柔韌性好、制備工藝簡單以及可通過溶液加工方法大面積生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)而成具有良好的應(yīng)用前景。目前,大部分聚合物太陽能光吸收層給體材料是以噻吩為基礎(chǔ)構(gòu)建而成的。但是,噻吩提取自石油化工,不僅提取成本高而且對環(huán)境污染大,這限制了噻吩基聚合物太陽能電池的大規(guī)模應(yīng)用。因此,尋找一種新的高效且環(huán)保的聚合物給體材料具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。呋喃具有有噻吩相似的分子結(jié)構(gòu),并且呋喃來源廣泛,可通過秸稈、菜葉等植物發(fā)酵提取,對環(huán)境比較友好。盡管呋喃基聚合物已經(jīng)在聚合物太陽能電池中展現(xiàn)出了優(yōu)異的光伏性能,但是目前對于呋喃基聚合物太陽能電池的研究仍較少。本論文設(shè)計(jì)并制備了一系列新型苯并二呋喃-噻吩并噻吩二酮聚合物,對其光學(xué)性... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

聚合物太陽電池器件結(jié)構(gòu)示意圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文能，所以給受體材料間的能級差需要滿足一定條件，通常在受體材料是富勒烯的情況下，給體材料的 LUMO 能級要比受體材料的 LUMO 能級至少高出 0.3 eV[17]。（3）自由載流子的傳輸由于電池器件的光陽極與光陰極的費(fèi)米能級存在一定的能級差，自由載流子在能級差的作用下，電子在受體材料內(nèi)向著低功函數(shù)的光陰極移動(dòng)，空穴在給體材料內(nèi)向著高功函數(shù)的光陽極移動(dòng)。影響自由載流子傳輸?shù)囊蛩刂饕ǎ夯钚詫拥暮穸�、載流子遷移率、雜質(zhì)的含量等。（4）自由載流子的收集電子和空穴分別被光陰極和光陽極收集，當(dāng)太陽能電池器件接入到外電路中去時(shí)，就形成了電流。從而完成整個(gè)將光能轉(zhuǎn)化為電能的過程。影響這一過程的因素主要為界面接觸電阻。

圖 1-3 聚合物太陽能電池的電流密度-電壓（J-V）特征曲線太陽能電池給體材料陽能電池的活性層是由給體材料與受體材料共混而成烯及其衍生物。給體材料的吸收光譜需要與受體材料能最大限度的利用太陽光。當(dāng)受體材料選用富勒烯時(shí)紅外波長范圍內(nèi)的吸收比較弱，就需要給體材料在 30吸收。根據(jù)聚合物主鏈的變化，給體聚合物的發(fā)展歷聚苯撐乙烯（PPV）類聚合物、聚噻吩（PT）及其衍生。撐乙烯（PPV）類聚合物烯是最早應(yīng)用于聚合物太陽能電池的材料之一。在聚含一個(gè)苯環(huán)及雙鍵，這種結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的共軛平面性苯撐乙烯溶解性很差，難以通過溶液加工的方法制備了解決這一問題，研究人員選擇在聚苯撐乙烯的苯環(huán)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Thermostable single-junction organic solar cells with a power conversion efficiency of 14.62%[J]. Hui Li,Zuo Xiao,Liming Ding,Jizheng Wang.  Science Bulletin. 2018(06)
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[3]Ternary organic solar cells offer 14% power conversion efficiency[J]. Zuo Xiao,Xue Jia,Liming Ding.  Science Bulletin. 2017(23)
[4]含有呋喃衍生物的窄帶隙共軛聚合物的合成及光伏性能研究[J]. 殷亮,樊本虎,王一丹,彭文博,趙志國,鄔俊波.  高分子學(xué)報(bào). 2014(12)



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