有机小分子太阳能电池与研究进展.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 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路电压Voc 和填充因子FF 的前提下, 尽可能提高短路电流密度Jsc； 2）小分子化学结构与器件物理性能间的相关性如何； 3）光伏器件活性层形貌控制与优化问题； 4）器件稳定性问题； 5）受体材料较贵，是否可以尝试使用相对经济高效的非富勒烯受体。 目前BDT 基PSC 聚合物分子设计主要集中在BDT的侧链修饰与受体单元的选择优化。 苯并二噻吩基小分子有机太阳能电池研究进展 聚合物太阳能电池（PSC）聚