共轭聚合物与聚合物太阳能电池专题1.ppt

共轭聚合物与聚合物太阳能电池侯剑辉研究员中科院化学所，高分子物理与化学国家重点实验室教授北京科技大学化学与生物工程学院

未来五十年人类面临的十大挑战ENERGYWATERFOODENVIRONMENTPOVERTYTERRORISMWARDISEASEEDUCATIONDEMOCRACYPOPULATION2050~10BillionPeopleSlidefromRichardSmalley1996NobelLaureateinChemistry

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我国的太阳能分布

太阳能应用举例

最有效的节能减排应用实例？

太阳能热水器

我国已成为太阳能热水器的年产量和保有量均居世界首位。统计数据显示：2010年我国的太阳能热水器年产量为4900万平方米，太阳能的保有量为1.6亿平方米。国家对太阳能热水器产业的开展规划是：2015年我国太阳能热水器的保有量到达4亿平方米，太阳能热水器的保有量在5年内翻一番。2010年：节省煤炭0.12×1.6×108＝1920万吨以上数字来自网络

内容提要共轭聚合物简介共轭聚合物的应用领域太阳能电池简介有机聚合物太阳能电池简介有机太阳能材料与器件

导电聚合物的发现和开展历史1977年白川英树、MacDiarmid,Heeger等发现导电聚乙炔，开创了导电聚合物的研究领域。[H.Hirakawa,etal.,J.Chem.Soc.,Chem.Comm.(1977)579]70年代末、80年代初，聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩等一系列导电聚合物相继发现，掀起研究热潮。1990年英国剑桥大学发现PPV的电致发光现象和聚合物发光二极管〔LED〕，激起广泛兴趣。[J.H.Burroughes,etal.,Nature,347(1990)539]1991年，UCSB使用可溶性PPV衍生物制备出PLED,并大大提高了PLED的发光量子效率,促进了PLED的实用化研究.[D.Braun,A.J.Heeger,ApplPhysLett,1991,58,1982～1984.]1992年UNIAX公司制备出可溶性导电聚合物,解决了导电聚合物的加工性难题,为导电聚合物的大规模应用铺平了道路.[Y.Cao,etal.,Synth.Met.,1992,48,91-97]1995年UCSB和UNIAX公司报道了聚合物／C60本体异质结光伏电池，开辟了共轭聚合物太阳能电池的研究方向。[G.Yu,etal.Science,1995,270,1789～1791.]

导电聚合物的突出优点：它不仅具有金属和无机半导体的电和光的性质，而且具有有机聚合物的力学性能〔柔韧性〕和可加工性。“Conductingpolymersareremarkableinthattheycombinetheelectricalandopticalpropertiesofmetalsandinorganicsemiconductorswiththemechanicalpropertiesandprocessingadvantagesoforganicpolymers.”---fromOct.23,1995,CEN,p.69.

AlanJ.Heeger2000年Nobel化学奖“rewardedforthediscoveryanddevelopmentofelectricallyconductivepolymers”A.G.MacDiarmid白川英树HaidekiShirakawa

1996年诺贝尔化学奖

美国的柯尔、史沫莱和英国的克罗脱由于C60分子的形状和结构酷似英国式足球〔soccer〕，所以又被形象地称为Soccerene〔同样带有词尾-ene〕，中译名为“足球烯”。还有人用富勒的名字〔Buckminster〕的词头Buck来命名，称为Buckyball，中译名为“布基球”。克罗托等人之所以能够勾画出C60的分子结构，富勒的启示起了关键性作用，因此他们一致建议，用BuckminsterFuller的姓名加上一个词尾-ene来命名C60及其一系列碳原子簇，称为Buckminsterfullerene，简称Fullerene，中译名为富勒烯。

常见共轭聚合物的分子链结构PolyacethylenePolypyrrolePolythiophenePolyanilinePoly(p-phenylenevinylene)Poly(p-p