第八章 有机聚合物太阳电池 有机太阳能电池具有以下优点：能够自行设计分子材料结构、可选择余地大；与无机太阳能电池相比，有机太阳能电池毒性较小，不容易造成污染；加工比较容易；价格比较便宜，大多有机高分子材料已经实现工业化生产，因而成本低廉；电池制作的结构可多样化并适于制作大面积柔性器件等。因此具有制造简单、低成本、可卷曲、可大面积制备的有机太阳能电池作为新型电池越来越受到人们重视，一定会有更广阔的发展空间。有机太阳能电池可以简单地分为染料太阳能电池和聚合物太阳能电池两大类，本章主要介绍有机聚合物太阳能电池。 8.1.2有机太阳能电池的发展历史及现状 目前在太阳电池领域普遍使用的是晶体硅太阳电池,约占世界光伏组件的 85%。随着能源和环保问题日益受到重视,太阳电池产业在我国和世界上的发展突飞猛进。再加上半导体工业其它方面的广泛应用，直接导致了硅材料的紧缺，因此其价格近两年急剧上涨,这对硅太阳电池成本的降低起到了阻碍作用,进而严重影响到太阳能光伏的广泛应用。改变这种状况的途径有两个，一是发展无机(如硅)薄膜电池。所谓薄膜电池就是利用较少的材料形成太阳能电池器件；二是发展日益受到重视的有机薄膜太阳能光伏电池。 近年来,以有机小分子化合物和聚合物为半导体材料的太阳电池已经成为当前有机光电子功能材料与器件研究领域中的前沿热点问题。尤其是有机半导体技术在低价格系统中具有巨大的潜在应用前景。尽管其性能和稳定性与硅基等无机材料相比还有较大的差距,但它所具有的一些独特性能相对于无机半导体材料有较明显的优势:(1)由于有机材料质量较无机材料轻很多,因此有机太阳电池及其组件的质量较轻;(2)有机薄膜太阳电池可在柔性或非柔性衬底上加工,因此更加灵活工艺更简单,成本更低廉;(3)有机太阳电池产品是半透明的便于装饰和有更多的应用,色彩可选;(4)生产中的能耗较无机材料更低;(5)生产过程对环境无污染。 另外，柔性有机太阳电池还有一个优点就是便于集成。有机聚合物材料(即塑料)是人们正在考虑的一类替代材料。目前用有机材料制备太阳能电池是国际范围内的研究热点之一。黑格等人因发明导电塑料而获 2000 年诺贝尔化学奖。改善太阳能电池的性能, 降低制造成本以及减少大规模生产对环境造成的影响是未来太阳能电池发展的主要方向。有机太阳能电池制备工艺简单, 可采用真空蒸镀或涂敷的办法制备成膜。并且可以制备在可卷曲折叠的衬底上形成柔性的太阳能电池, 如图 1 ...
