有机光电材料在有机太阳能电池领域的应用

有机光电材料是一类具有光电活性的有机材料，广泛应用于有机发光二极管、有机晶体管、有机太阳能电池、有机存储器等领域。在这些领域当中就属有机发光二极管还有有机太阳能电池的研究最为广泛。今天就具体来聊聊有机太阳能电池的相关知识。

什么是太阳能电池

太阳能电池是利用半导体光生伏特效应做成的半导体器件，也是一种电离辐射效应的应用。太阳能电池(solar cell)在太空中及地球上的应用均非常广泛，他提供了人造卫星长时期的动力供应，并且是地球能量来源的一个重要选择，因为他能以高转换效率将日光直接转换成电能，能提供低成本而近乎永恒的动力，且几乎没有污染。

有机太阳能电池工作原理

有机太阳能电池（OSC）主要是指利用具有共扼结构的有机半导体材料作为光巧性ｆ，来吸收光子的能量并将其转换为电能的器件。首先有机分子被化ｆ从巧态激发到激发态，此时在分子内部将产生电子－空穴对（激子）。激子存在一定的寿命，会在分子上及分子之间进行迁移，当激子迁移到存在能级突变的给受体界面处时，将出现电子－空穴的电荷转移态，之后分离成为孤立的电子和空穴，从而形成离域的载流子。最后栽流子在内建电场的作用下形成电流，从而实现光能到电能的转换。

染料敏化太阳能电池带来革命性创新

与无机硅太阳能电池的光电转换效率相比，有机太阳能电池的光转换效率仍停留在比较低的水平上。因此，有机太阳能电池的研究核心是提高电池的光电转换效率。通过设计合理的器件结构、改善界面形貌、提高聚合物晶化程度等方法，有机太阳能电池的光电转换效率有了很大的提高。为了更有效的利用太阳光中的红外部分，目前对窄带隙聚合物有机半导体的研究也开始引起人们的关注，成为有机太阳能电池的一个新的热点，通过采用苯并二噻吩类窄带隙聚合物，UCLA的YangYang小组实现了光电转换效率超过7%的有机太阳能电池。1991年，Gratzel提出了一种新型的使用羧酸联吡啶钌（Ⅱ）配合物敏化二氧化钛多孔纳米光阳极的光伏电池———染料敏化太阳能电池（DyeSensitizedSolarCell，DSSC），为光电化学电池的发展带来了革命性的创新。染料敏化太阳能电池当前的最高效率是11.04%，仍有大幅度提高的余地。

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