聚合物-富勒烯太阳能电池器件物理研究进展

发布时间：2018-10-14 11:19

【摘要】：近期共轭聚合物-富勒烯太阳能电池的器件效率已突破10%并接近商业应用的标准,在科研和产业领域引起了广泛关注.伴随器件效率的提升,对有机太阳能电池器件物理过程的认识也在不断深入.本文就近年来聚合物太阳能电池的代表性工作进行综述,着重介绍提高器件效率的新方法,涵盖三相本体异质结、反向器件、等离激元共振效应和叠层器件等热点技术;并就器件工作的物理过程进行探讨,介绍热激子分离理论、非整数次电荷复合等新观点.通过材料设计、器件表征优化和理论计算等方法对聚合物太阳能电池进行的综合研究将有力推进这一新兴领域的发展和产业化.
[Abstract]:Recently, the device efficiency of conjugated polymer-fullerene solar cells has exceeded 10% and is close to the standard of commercial application. With the improvement of device efficiency, the understanding of the physical process of organic solar cell devices is also deepening. In this paper, the representative work of polymer solar cells in recent years is reviewed, with emphasis on new methods to improve device efficiency, including three-phase bulk heterostructures, reverse devices, isoexciton resonance effects and laminated devices, and so on. The physical process of the device is discussed and the new viewpoints such as thermal exciton separation theory non-integer charge recombination and so on are introduced. The comprehensive research on polymer solar cells by means of material design, device characterization optimization and theoretical calculation will promote the development and industrialization of this new field.
【作者单位】： 北京师范大学物理学系;清华大学化学系有机光电子与分子工程教育部重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金(Nos.20990234,20973176) 科技部973项目(No.2011CB808502)资助~~
【分类号】：TM914.4

【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 刘小锐;陈春香;何荣幸;申伟;李明;;两种异质结太阳能电池聚合物供体材料的设计与理论性质[J];化学学报;2012年22期

2 赵玲玲;酒元达;王建云;张新稳;赖文勇;黄维;;星型多支化p-n结构窄带隙共轭分子的设计合成与性能研究[J];化学学报;2013年09期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 Liwei Wang;Feiyao Qing;Yeping Sun;Xiaoyu Li;Haiqiao Wang;;Synthesis and Photovoltaic Properties of Poly(5,6-bis(octyloxy)-4,7- di(thiophen-2-yl)benzo-[c][1,2,5]-thiadiazole-9,9-dioctylfuorene)[J];Journal of Materials Science & Technology;2013年12期

2 王亮;孙建平;李针英;周小波;王茜;罗联源;凌启淡;;1,4-二酮吡咯并吡咯在聚合物太阳能电池的应用[J];高分子通报;2014年04期

3 骆乐;向卫东;谢翠萍;钟家松;梁晓娟;邹军;吕春燕;;量子点-聚合物纳米复合材料的研究进展[J];材料导报;2013年21期

4 沙春芳;李衡;杨潇;盛传祥;;金属纳米结构的表面等离子体激元提高有机太阳能电池光电转换效率的研究进展[J];光电子技术;2013年04期

5 叶妮雅;张梁;宫希杰;李晓芳;李海英;雷良才;;嵌段共聚物在有机太阳能电池中的应用[J];材料导报;2014年03期

6 申智利;李海蓉;刘肃;蒲年年;马国富;;NPB修饰层提升聚合物太阳电池的性能[J];半导体技术;2014年02期

7 刘鹏;孙江曼;赵宝锋;黄飞;吴宏滨;陈军武;曹镛;;聚合物光伏材料与器件研究进展[J];中国科学:化学;2013年11期

8 杨少鹏;张烨;江涛;孙学峰;鲁超群;李光;李晓苇;傅广生;;混合溶剂对PCDTBT:PC_(71)BM聚合物太阳能电池性能的影响[J];科学通报;2013年34期

9 Denghua Li;Han Yan;Chao Li;Yanlian Yang;Zhixiang Wei;Chen Wang;;Nanoscale structural and electronic evolution for increased efficiency in polymer solar cells monitored by electric scanning probe microscopy[J];Chinese Science Bulletin;2014年04期

10 Shaopeng Yang;Ye Zhang;Tao Jiang;Xuefeng Sun;Chaoqun Lu;Guang Li;Xiaowei Li;Guangsheng Fu;;Enhancing the power conversion efficiency of PCDTBT:PC_(71)BM polymer solar cells using a mixture of solvents[J];Chinese Science Bulletin;2014年03期

相关会议论文 前1条

1 曹镛;吴宏滨;黄飞;陈军武;;聚合物异质结太阳电池-进展与展望(摘要)[A];“广东省光学学会2013年学术交流大会”暨“粤港台光学界产学研合作交流大会”会议手册论文集[C];2013年

相关博士学位论文 前10条

1 申小娟;基于硅纳米线阵列的有机/无机杂化光伏电池的制备及性能表征研究[D];苏州大学;2013年

2 陈征;喷涂法制备聚合物太阳能电池器件研究[D];北京交通大学;2013年

3 何志才;基于电极界面层调控实现电池高效聚合物太阳池的研究[D];华南理工大学;2013年

4 孙宝;一维壳核式复合半导体杂化敏化太阳能电池的研究[D];北京化工大学;2012年

5 梁志强;ZnO微纳结构制备及光学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

6 陆运章;聚合物光伏器件形貌特性、性能及稳定性研究[D];北京交通大学;2013年

7 张伟;聚合物P3HT和PFDTBT与富勒烯共混光伏体系的电荷产生动力学[D];哈尔滨工业大学;2013年

8 查代君;基于新型咔唑结构共聚物的设计合成及其光伏性能研究[D];南昌大学;2013年

9 刘波;苯并稠杂环类聚合物太阳能电池材料的性能研究[D];中南大学;2013年

10 谭华;含芳胺或吡咯并吡咯二酮的聚合物合成及光电性能研究[D];湘潭大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 张春威;半胱氨酸修饰金纳米棒光学性质的研究[D];郑州大学;2013年

2 刘伟;本体异质结有机太阳能电池的数值模拟[D];郑州大学;2013年

3 张燕;有机光电功能材料的理论研究及设计[D];西南大学;2013年

4 樊国强;纳米结构金属的表面等离效应在有机太阳能电池中的应用[D];苏州大学;2013年

5 杨彬彬;有机太阳能电池的电极调控[D];苏州大学;2013年

6 黄俊华;有机小分子太阳能电池界面修饰的研究[D];西南大学;2013年

7 孙丽丽;基于BDT单体的共轭聚合物的合成及性能研究[D];长春工业大学;2013年

8 廖凌燕;侧链结构可调的二维共轭聚合物的合成及光伏性能研究[D];湘潭大学;2012年

9 文高军;含芴乙烯或苯乙烯主链型聚合金属配合物染料敏化剂的合成及其光伏性能研究[D];湘潭大学;2012年

10 黄红艳;新型酞菁类光伏材料的合成及性能研究[D];湘潭大学;2012年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈兆旭;黄玉成;李哲;康国俊;;理论化学与新能源[J];化学进展;2009年11期

2 闫文艳;阚玉和;马慧;李春敏;苏忠民;;星型BODIPY端基三聚茚衍生物的分子设计与光物理性质[J];化学学报;2011年13期

3 韩立志;王卓;华英杰;任爱民;刘艳玲;刘朋军;;9,9-二-(3-(9-苯咔唑基))-2,7-芘基芴的光电性质[J];化学学报;2012年05期

4 元野;闫卓君;任浩;刘青英;朱广山;孙福兴;;新型锗中心多孔芳香材料的设计合成和表征[J];化学学报;2012年13期

5 朱敏亮;罗皓;王丽萍;于贵;刘云圻;;含杂原子的并五苯类似物合成及场效应性能研究[J];化学学报;2012年15期

6 卓祖亮;张福俊;许晓伟;王健;卢丽芳;徐征;;退火处理提高P3HT:PCBM聚合物太阳能电池光伏性能[J];物理化学学报;2011年04期

7 张天慧;朴玲钰;赵谡玲;徐征;杨磊;刘祥志;鞠思婷;;有机太阳能电池材料研究新进展[J];有机化学;2011年02期

8 马茶;李龙;孙金声;赵丰;李易隆;;含丹磺酰基树枝状化合物研究进展[J];有机化学;2011年12期

9 叶怀英;李文;李维实;;有机太阳能电池用聚合物给体材料的研究进展[J];有机化学;2012年02期

10 李龙;马茶;孙金声;赵丰;庞正炼;李易隆;;含萘酰亚胺基树枝状化合物的研究进展[J];有机化学;2012年02期

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;加拿大国家研究理事会研究开发有机太阳能电池[J];中国科技信息;2011年14期

2 ;加拿大国家研究理事会研究开发有机太阳能电池[J];企业技术开发;2011年13期

3 ;有机太阳能电池效率提高至6.5%[J];电子元件与材料;2008年02期

4 庄陶钧;刘亚东;;有机太阳能电池技术及市场展望[J];光机电信息;2010年08期

5 叶子;;有机太阳能电池理论转换效率接近100%[J];技术与市场;2010年10期

6 郑冬冬;;综研化学和神户大学开发出p型半导体P3HT的新合成法,可用于有机太阳能电池[J];半导体信息;2011年02期

7 林鹏,张志峰,熊德平,张梦欣,王丽;有机太阳能电池研究进展[J];光电子技术;2004年01期

8 ;德国有机太阳能电池转化效率破世界记录[J];光机电信息;2009年08期

9 ;德国有机太阳能电池转化效率破世界记录[J];电子元件与材料;2009年10期

10 田禾;;有机太阳能电池有望商品化[J];国际学术动态;2002年01期

相关会议论文 前10条

1 胡祖明;刘兆峰;;芳纶行业的发展情况及建议[A];中国复合材料学会增强体专业委员会学术年会论文集[C];2009年

2 陈四平;李木元;仲艳华;;剩余油饱和度测井技术进展[A];湖北省石油学会第十一次优秀学术论文评选会论文集[C];2004年

3 郭晓东;吴永潞;;放射性废物管理的进展[A];“21世纪初辐射防护论坛”第四次会议暨低中放废物管理和放射性物质运输学术研讨会论文集[C];2005年

4 牟世芬;梁立娜;;离子色谱的最新进展和几个热点应用[A];首届中国中西部地区色谱学术交流会暨仪器展览会论文集[C];2006年

5 隋丽娟;石文典;;初级军官胜任特征研究的最新进展[A];第十一届全国心理学学术会议论文摘要集[C];2007年

6 孙震晓;;中药百里香活性成分研究进展[A];2007年全国生化与生物技术药物学术年会论文集[C];2007年

7 危自燕;刘跃进;;云母氧化铁珠光颜料的研究进展[A];中国化学会第26届学术年会应用化学分会场论文集[C];2008年

8 蒋亚东;吴志明;;有机功能材料及器件研究进展[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年

9 刘敏学;江志杰;;国外青少年营养研究进展[A];北京食品学会2004年论文集[C];2004年

10 赵钢;吕勃川;薛凤;;肢体淋巴水肿药物治疗的研究进展[A];中华中医药学会周围血管病分会学术大会论文集（二）[C];2009年

相关重要报纸文章 前10条

1 记者 毛黎;美评估有机太阳能电池对环境的影响[N];科技日报;2010年

2 蔡佳;美国研发可拉伸有机太阳能电池[N];中国建材报;2011年

3 记者 顾钢;德支持企业开发有机太阳能电池[N];科技日报;2007年

4 刘霞;有机太阳能电池既可自组装又能自我修复[N];科技日报;2010年

5 记者 邰举;叠层型有机太阳能电池接近商用[N];科技日报;2007年

6 张德强 高裕弟 刘嵩;触摸未来电子生活[N];计算机世界;2006年

7 ;光能转换为电能的光电塑料技术[N];科技日报;2006年

8 本版编辑邋张浩 郑晓春 邓国庆 毛黎 何屹 顾钢 何永晋;2007年世界科技发展回顾(七)[N];科技日报;2008年

9 记者 冯海波 通讯员 龚华萍;已在发电效率上取得重要进展[N];广东科技报;2008年

10 刘林森;世界各国加快太阳能应用[N];中国经济导报;2006年

相关博士学位论文 前10条

1 陈向东;有机太阳能电池中的光物理过程研究[D];合肥工业大学;2010年

2 马朝柱;有机太阳能电池电学模型与数值研究[D];兰州大学;2011年

3 乔芬;基于聚合物的有机太阳能电池的研制与表征[D];大连理工大学;2010年

4 黄江;有机太阳能电池的电荷转移态等效电路和多重电荷分离界面研究[D];电子科技大学;2012年

5 黄玉英;基于卟啉的小分子和聚合物的合成及其光伏性能研究[D];华南理工大学;2012年

6 李慧;可溶液加工的给受体型有机小分子材料的设计合成及光伏性能[D];吉林大学;2013年

7 周印华;有机聚合物体异质结太阳能电池：分子结构，，表面形貌与新型器件结构[D];吉林大学;2008年

8 于伟利;电沉积制备聚噻吩有序微结构及有机太阳能电池[D];吉林大学;2009年

9 李卫民;聚合物太阳能电池机理及实验研究[D];华中科技大学;2009年

10 张光;有机光伏二极管的光电子性能研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 范学东;基于三元体系混合物有机太阳能电池的研究[D];北京交通大学;2010年

2 周子游;银纳米颗粒表面等离子体增强有机太阳能电池研究[D];中南大学;2010年

3 乔琳芳;利用纳米材料的光学特性提高有机太阳能电池效率的研究[D];浙江大学;2011年

4 刘峰;体异质结有机太阳能电池光电性能的研究[D];电子科技大学;2011年

5 董雷;具有大π结构新型有机太阳能电池受体材料的研制[D];湘潭大学;2011年

6 景广华;有机太阳能电池制作和特性研究[D];河南师范大学;2011年

7 刘朝阳;可溶液加工的石墨烯在有机太阳能电池中的应用[D];吉林大学;2012年

8 杨汀;基于酞菁类金属配合物的有机太阳能电池研究[D];兰州大学;2012年

9 史绍华;有机太阳能电池中电极修饰的研究[D];大连理工大学;2012年

10 闫鹏;聚合物和小分子有机太阳能电池的制备和表征[D];大连理工大学;2012年

本文编号：2270301