有机小分子太阳能电池与研究进展word版本.ppt

有机小分子太阳能电池 报告人： 参考文献 [1]. 李在房 , 彭强 , 和平 , 王艳玲 , 侯秋飞 , 李本林 , 田文晶 . 可溶液加工给体 - 受体有机小分子 太阳能电池材料研究进展 [J]. 有机化学 ,2012,(05):834-851. [2]. 吴启超 , 袁小亲 , 陆振欢 , 刘勇平 , 杨建文 , 海杰峰 , 张灵志 . 太阳能电池有机电子传输材 料研究新进展 [J]. 材料导报 ,2016,(11):44-49+67. [3]. 任静 , 孙明亮 . 苯并二噻吩基小分子高效有机太阳能电池研究进展 [J]. 有机化 学 ,2016,(10):2284-2300. [4]. 张超智 , 顾曙铎 , 袁阳 , 徐洪飞 , 沈丹 , 李世娟 , 蒋威 . 石墨烯在有机 / 聚合物太阳能电池中 的应用进展 [J]. 高分子通报 ,2016,(06):31-37. [5]. Baran D, Ashraf R S, Hanifi D, et al. Reducing the efficiency-stability-cost gap of organic photovoltaics with highly efficient and stable small molecule acceptor ternary solar cells[J]. Nature Materials, 2016. [6]. Zhang Q, Kan B, Liu F, et al. Small-molecule solar cells with efficiency over 9%[J]. Nature Photonics, 2015, 9(1): 35-41. [7]. Solution-processed organic tandem solar cells with power conversion efficiencies >12%,Miaomiao Li?, Ke Gao?, Xiangjian Wan*,, Xiaobin Peng*, Yong Cao and Yongsheng Chen* , Nature Photon., 2017, 11, 85 – 90 目录 一 、有机小分子太阳能电池 二 、主要研究内容 三 、苯并二噻吩基小分子有机太 阳能电池研究进展 四 、讨论 有机小分子太阳能电池 有机小分子太阳能电池： 有机太阳能电池，就是由有机材料构成核 心部分，基于有机半导体的光生伏特效应，通过有机材料吸收光子 从而实现光电转换的太阳能电池。 有机物半导体材料按分子量分 为高聚物和小分子，有机半导体材料为小分子时，称为有机小分子 太阳能电池 太阳能 电池 无机体系 无机有机 掺杂体系 有机体系 化合物 半导体 电池 染料敏 化太阳 能电池 其他 小分子 有机物 高分子 硅太阳 能电池 小分子有机太阳能电池 有机材料特点： 1 ）化学可变性大，可通过多种途 径来改变分子结构，从而调整材料 的光电性质和提高载流子的传输能 力； 2 ）加工容易，可大面积成膜； 3 ）原料来源广泛，价格便宜，成 本低廉； 4 ）可制备成柔性薄膜，易加工成 各种形状以适应不同环境的使用 因此，有机材料被广泛地应用在太 阳能电池领域。有机太阳能电池材 料也就成为了近十几年来的研究热 点。 同聚合物相比较，有机小分子： 1 ）具有明确的分子结构 2 ）固定的分子量 3 ）较高的纯度 4 ）较好的重复性 这些特点使其在有机太阳能电池中 更加受到人们的青睐。 小分子有机材料可以作为有机电子 传输材料，也可以作为 给体 - 受体 (D-A) 材料。 给体 - 受体 (D-A) 型有机小分子材料 表现出 较宽的吸收光谱、较好的空 气稳定性、易于调节的能级水平和 光电性质 , 已经成为有机太阳能电 池研究的新的增长点 . 有机小分子太阳能电池 几种研究较多的小分子： （ 1 ）苯并二噻吩基有机小分子 （ 2 ） 2,1,3- 苯并噻二唑类给 - 受体有机小分子 （ 3 ）氰基类给体 - 受体有机小分子 （ 4 ）基于吡咯并吡咯二酮构建的给体 - 受体有机小分子 （ 5 ）基于份菁、硼络合二吡咯和方酸构建的给体 - 受体有机小分子 （ 6 ）基于其它吸电子基团构建的给体 - 受体有机小分子 与聚合物有机光电器件 (POPV) 相比 , 小分子有 机光电器件 (SM-OPV) 有许多重要优势 : (1) 分子结构统一 , 差异性更少 ; (2) 一般具有更高的开路电压 (Voc); (3) 空穴迁移率一般高于相应的聚合物材料 ; (4) 可以通过控制分子的化学结构调整能 主要研究内容 主要问题： 1 ）如何在尽量不降低开