【摘要】：近期共軛聚合物-富勒烯太陽(yáng)能電池的器件效率已突破10%并接近商業(yè)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn),在科研和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注.伴隨器件效率的提升,對(duì)有機(jī)太陽(yáng)能電池器件物理過程的認(rèn)識(shí)也在不斷深入.本文就近年來聚合物太陽(yáng)能電池的代表性工作進(jìn)行綜述,著重介紹提高器件效率的新方法,涵蓋三相本體異質(zhì)結(jié)、反向器件、等離激元共振效應(yīng)和疊層器件等熱點(diǎn)技術(shù);并就器件工作的物理過程進(jìn)行探討,介紹熱激子分離理論、非整數(shù)次電荷復(fù)合等新觀點(diǎn).通過材料設(shè)計(jì)、器件表征優(yōu)化和理論計(jì)算等方法對(duì)聚合物太陽(yáng)能電池進(jìn)行的綜合研究將有力推進(jìn)這一新興領(lǐng)域的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)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.
【作者單位】： 北京師范大學(xué)物理學(xué)系;清華大學(xué)化學(xué)系有機(jī)光電子與分子工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(Nos.20990234,20973176) 科技部973項(xiàng)目(No.2011CB808502)資助~~
【分類號(hào)】：TM914.4

【參考文獻(xiàn)】

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1 劉小銳;陳春香;何榮幸;申偉;李明;;兩種異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池聚合物供體材料的設(shè)計(jì)與理論性質(zhì)[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2012年22期

2 趙玲玲;酒元達(dá);王建云;張新穩(wěn);賴文勇;黃維;;星型多支化p-n結(jié)構(gòu)窄帶隙共軛分子的設(shè)計(jì)合成與性能研究[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2013年09期

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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;孫建平;李針英;周小波;王茜;羅聯(lián)源;凌啟淡;;1,4-二酮吡咯并吡咯在聚合物太陽(yáng)能電池的應(yīng)用[J];高分子通報(bào);2014年04期

3 駱樂;向衛(wèi)東;謝翠萍;鐘家松;梁曉娟;鄒軍;呂春燕;;量子點(diǎn)-聚合物納米復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2013年21期

4 沙春芳;李衡;楊瀟;盛傳祥;;金屬納米結(jié)構(gòu)的表面等離子體激元提高有機(jī)太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率的研究進(jìn)展[J];光電子技術(shù);2013年04期

5 葉妮雅;張梁;宮希杰;李曉芳;李海英;雷良才;;嵌段共聚物在有機(jī)太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用[J];材料導(dǎo)報(bào);2014年03期

6 申智利;李海蓉;劉肅;蒲年年;馬國(guó)富;;NPB修飾層提升聚合物太陽(yáng)電池的性能[J];半導(dǎo)體技術(shù);2014年02期

7 劉鵬;孫江曼;趙寶鋒;黃飛;吳宏濱;陳軍武;曹鏞;;聚合物光伏材料與器件研究進(jìn)展[J];中國(guó)科學(xué):化學(xué);2013年11期

8 楊少鵬;張燁;江濤;孫學(xué)峰;魯超群;李光;李曉葦;傅廣生;;混合溶劑對(duì)PCDTBT:PC_(71)BM聚合物太陽(yáng)能電池性能的影響[J];科學(xué)通報(bào);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

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1 曹鏞;吳宏濱;黃飛;陳軍武;;聚合物異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池-進(jìn)展與展望(摘要)[A];“廣東省光學(xué)學(xué)會(huì)2013年學(xué)術(shù)交流大會(huì)”暨“粵港臺(tái)光學(xué)界產(chǎn)學(xué)研合作交流大會(huì)”會(huì)議手冊(cè)論文集[C];2013年

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2 陳征;噴涂法制備聚合物太陽(yáng)能電池器件研究[D];北京交通大學(xué);2013年

3 何志才;基于電極界面層調(diào)控實(shí)現(xiàn)電池高效聚合物太陽(yáng)池的研究[D];華南理工大學(xué);2013年

4 孫寶;一維殼核式復(fù)合半導(dǎo)體雜化敏化太陽(yáng)能電池的研究[D];北京化工大學(xué);2012年

5 梁志強(qiáng);ZnO微納結(jié)構(gòu)制備及光學(xué)性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

6 陸運(yùn)章;聚合物光伏器件形貌特性、性能及穩(wěn)定性研究[D];北京交通大學(xué);2013年

7 張偉;聚合物P3HT和PFDTBT與富勒烯共混光伏體系的電荷產(chǎn)生動(dòng)力學(xué)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

8 查代君;基于新型咔唑結(jié)構(gòu)共聚物的設(shè)計(jì)合成及其光伏性能研究[D];南昌大學(xué);2013年

9 劉波;苯并稠雜環(huán)類聚合物太陽(yáng)能電池材料的性能研究[D];中南大學(xué);2013年

10 譚華;含芳胺或吡咯并吡咯二酮的聚合物合成及光電性能研究[D];湘潭大學(xué);2013年

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2 劉偉;本體異質(zhì)結(jié)有機(jī)太陽(yáng)能電池的數(shù)值模擬[D];鄭州大學(xué);2013年

3 張燕;有機(jī)光電功能材料的理論研究及設(shè)計(jì)[D];西南大學(xué);2013年

4 樊國(guó)強(qiáng);納米結(jié)構(gòu)金屬的表面等離效應(yīng)在有機(jī)太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2013年

5 楊彬彬;有機(jī)太陽(yáng)能電池的電極調(diào)控[D];蘇州大學(xué);2013年

6 黃俊華;有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池界面修飾的研究[D];西南大學(xué);2013年

7 孫麗麗;基于BDT單體的共軛聚合物的合成及性能研究[D];長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué);2013年

8 廖凌燕;側(cè)鏈結(jié)構(gòu)可調(diào)的二維共軛聚合物的合成及光伏性能研究[D];湘潭大學(xué);2012年

9 文高軍;含芴乙烯或苯乙烯主鏈型聚合金屬配合物染料敏化劑的合成及其光伏性能研究[D];湘潭大學(xué);2012年

10 黃紅艷;新型酞菁類光伏材料的合成及性能研究[D];湘潭大學(xué);2012年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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1 陳兆旭;黃玉成;李哲;康國(guó)俊;;理論化學(xué)與新能源[J];化學(xué)進(jìn)展;2009年11期

2 閆文艷;闞玉和;馬慧;李春敏;蘇忠民;;星型BODIPY端基三聚茚衍生物的分子設(shè)計(jì)與光物理性質(zhì)[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2011年13期

3 韓立志;王卓;華英杰;任愛民;劉艷玲;劉朋軍;;9,9-二-(3-(9-苯咔唑基))-2,7-芘基芴的光電性質(zhì)[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2012年05期

4 元野;閆卓君;任浩;劉青英;朱廣山;孫福興;;新型鍺中心多孔芳香材料的設(shè)計(jì)合成和表征[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2012年13期

5 朱敏亮;羅皓;王麗萍;于貴;劉云圻;;含雜原子的并五苯類似物合成及場(chǎng)效應(yīng)性能研究[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2012年15期

6 卓祖亮;張�？�;許曉偉;王健;盧麗芳;徐征;;退火處理提高P3HT:PCBM聚合物太陽(yáng)能電池光伏性能[J];物理化學(xué)學(xué)報(bào);2011年04期

7 張?zhí)旎?樸玲鈺;趙謖玲;徐征;楊磊;劉祥志;鞠思婷;;有機(jī)太陽(yáng)能電池材料研究新進(jìn)展[J];有機(jī)化學(xué);2011年02期

8 馬茶;李龍;孫金聲;趙豐;李易隆;;含丹磺�；鶚渲罨衔镅芯窟M(jìn)展[J];有機(jī)化學(xué);2011年12期

9 葉懷英;李文;李維實(shí);;有機(jī)太陽(yáng)能電池用聚合物給體材料的研究進(jìn)展[J];有機(jī)化學(xué);2012年02期

10 李龍;馬茶;孫金聲;趙豐;龐正煉;李易隆;;含萘酰亞胺基樹枝狀化合物的研究進(jìn)展[J];有機(jī)化學(xué);2012年02期

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2 ;加拿大國(guó)家研究理事會(huì)研究開發(fā)有機(jī)太陽(yáng)能電池[J];企業(yè)技術(shù)開發(fā);2011年13期

3 ;有機(jī)太陽(yáng)能電池效率提高至6.5%[J];電子元件與材料;2008年02期

4 莊陶鈞;劉亞東;;有機(jī)太陽(yáng)能電池技術(shù)及市場(chǎng)展望[J];光機(jī)電信息;2010年08期

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7 林鵬,張志峰,熊德平,張夢(mèng)欣,王麗;有機(jī)太陽(yáng)能電池研究進(jìn)展[J];光電子技術(shù);2004年01期

8 ;德國(guó)有機(jī)太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)化效率破世界記錄[J];光機(jī)電信息;2009年08期

9 ;德國(guó)有機(jī)太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)化效率破世界記錄[J];電子元件與材料;2009年10期

10 田禾;;有機(jī)太陽(yáng)能電池有望商品化[J];國(guó)際學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài);2002年01期

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1 胡祖明;劉兆峰;;芳綸行業(yè)的發(fā)展情況及建議[A];中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)增強(qiáng)體專業(yè)委員會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

2 陳四平;李木元;仲艷華;;剩余油飽和度測(cè)井技術(shù)進(jìn)展[A];湖北省石油學(xué)會(huì)第十一次優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文評(píng)選會(huì)論文集[C];2004年

3 郭曉東;吳永潞;;放射性廢物管理的進(jìn)展[A];“21世紀(jì)初輻射防護(hù)論壇”第四次會(huì)議暨低中放廢物管理和放射性物質(zhì)運(yùn)輸學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2005年

4 牟世芬;梁立娜;;離子色譜的最新進(jìn)展和幾個(gè)熱點(diǎn)應(yīng)用[A];首屆中國(guó)中西部地區(qū)色譜學(xué)術(shù)交流會(huì)暨儀器展覽會(huì)論文集[C];2006年

5 隋麗娟;石文典;;初級(jí)軍官勝任特征研究的最新進(jìn)展[A];第十一屆全國(guó)心理學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2007年

6 孫震曉;;中藥百里香活性成分研究進(jìn)展[A];2007年全國(guó)生化與生物技術(shù)藥物學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

7 危自燕;劉躍進(jìn);;云母氧化鐵珠光顏料的研究進(jìn)展[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)應(yīng)用化學(xué)分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

8 蔣亞東;吳志明;;有機(jī)功能材料及器件研究進(jìn)展[A];第三屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1998年

9 劉敏學(xué);江志杰;;國(guó)外青少年?duì)I養(yǎng)研究進(jìn)展[A];北京食品學(xué)會(huì)2004年論文集[C];2004年

10 趙鋼;呂勃川;薛鳳;;肢體淋巴水腫藥物治療的研究進(jìn)展[A];中華中醫(yī)藥學(xué)會(huì)周圍血管病分會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)論文集（二）[C];2009年

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1 記者 毛黎;美評(píng)估有機(jī)太陽(yáng)能電池對(duì)環(huán)境的影響[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

2 蔡佳;美國(guó)研發(fā)可拉伸有機(jī)太陽(yáng)能電池[N];中國(guó)建材報(bào);2011年

3 記者 顧鋼;德支持企業(yè)開發(fā)有機(jī)太陽(yáng)能電池[N];科技日?qǐng)?bào);2007年

4 劉霞;有機(jī)太陽(yáng)能電池既可自組裝又能自我修復(fù)[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

5 記者 邰舉;疊層型有機(jī)太陽(yáng)能電池接近商用[N];科技日?qǐng)?bào);2007年

6 張德強(qiáng) 高裕弟 劉嵩;觸摸未來電子生活[N];計(jì)算機(jī)世界;2006年

7 ;光能轉(zhuǎn)換為電能的光電塑料技術(shù)[N];科技日?qǐng)?bào);2006年

8 本版編輯邋張浩 鄭曉春 鄧國(guó)慶 毛黎 何屹 顧鋼 何永晉;2007年世界科技發(fā)展回顧(七)[N];科技日?qǐng)?bào);2008年

9 記者 馮海波 通訊員 龔華萍;已在發(fā)電效率上取得重要進(jìn)展[N];廣東科技報(bào);2008年

10 劉林森;世界各國(guó)加快太陽(yáng)能應(yīng)用[N];中國(guó)經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報(bào);2006年

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1 陳向東;有機(jī)太陽(yáng)能電池中的光物理過程研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2010年

2 馬朝柱;有機(jī)太陽(yáng)能電池電學(xué)模型與數(shù)值研究[D];蘭州大學(xué);2011年

3 喬芬;基于聚合物的有機(jī)太陽(yáng)能電池的研制與表征[D];大連理工大學(xué);2010年

4 黃江;有機(jī)太陽(yáng)能電池的電荷轉(zhuǎn)移態(tài)等效電路和多重電荷分離界面研究[D];電子科技大學(xué);2012年

5 黃玉英;基于卟啉的小分子和聚合物的合成及其光伏性能研究[D];華南理工大學(xué);2012年

6 李慧;可溶液加工的給受體型有機(jī)小分子材料的設(shè)計(jì)合成及光伏性能[D];吉林大學(xué);2013年

7 周印華;有機(jī)聚合物體異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池：分子結(jié)構(gòu)，，表面形貌與新型器件結(jié)構(gòu)[D];吉林大學(xué);2008年

8 于偉利;電沉積制備聚噻吩有序微結(jié)構(gòu)及有機(jī)太陽(yáng)能電池[D];吉林大學(xué);2009年

9 李衛(wèi)民;聚合物太陽(yáng)能電池機(jī)理及實(shí)驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2009年

10 張光;有機(jī)光伏二極管的光電子性能研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 范學(xué)東;基于三元體系混合物有機(jī)太陽(yáng)能電池的研究[D];北京交通大學(xué);2010年

2 周子游;銀納米顆粒表面等離子體增強(qiáng)有機(jī)太陽(yáng)能電池研究[D];中南大學(xué);2010年

3 喬琳芳;利用納米材料的光學(xué)特性提高有機(jī)太陽(yáng)能電池效率的研究[D];浙江大學(xué);2011年

4 劉峰;體異質(zhì)結(jié)有機(jī)太陽(yáng)能電池光電性能的研究[D];電子科技大學(xué);2011年

5 董雷;具有大π結(jié)構(gòu)新型有機(jī)太陽(yáng)能電池受體材料的研制[D];湘潭大學(xué);2011年

6 景廣華;有機(jī)太陽(yáng)能電池制作和特性研究[D];河南師范大學(xué);2011年

7 劉朝陽(yáng);可溶液加工的石墨烯在有機(jī)太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2012年

8 楊汀;基于酞菁類金屬配合物的有機(jī)太陽(yáng)能電池研究[D];蘭州大學(xué);2012年

9 史紹華;有機(jī)太陽(yáng)能電池中電極修飾的研究[D];大連理工大學(xué);2012年

10 閆鵬;聚合物和小分子有機(jī)太陽(yáng)能電池的制備和表征[D];大連理工大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2270301