高效聚合物太阳能电池给体材料研究

【作者】 彭强；

【机构】 四川大学化学学院； 四川大学高分子材料工程国家重点实验室；

【摘要】 聚合物太阳能电池由于具有廉价、轻质、可溶液加工和易制作大面积柔性器件的优点,近年来在可再生能源应用领域受到广泛关注。^[1]共轭聚合物给体材料是聚合物太阳能电池器件的关键材料之一,决定着太阳能电池器件的性能。聚合物给体材料已有最初的PPV和P3HT发展到由给体（D）结构单元和受体（A）结构单元通过共聚而得到的D-A型共轭聚合物材料。^[2]D-A型共轭聚合物的能带隙、能级水平、载流子迁移率等基本物性可以通过给受体的电子状态进行精细调节,所以该类聚合物体系逐渐成为聚合物太阳能电池材料的研究主流。^[2,3] D-A型聚合物给体材料的发展也推动聚合物太阳能电池器件的效率不断提高,目前已超过17%。^[4]我们的工作着眼于新型多氮杂环A结构单元的设计和和D单元的侧链工程,成功构筑了一系列高效的D-A型宽带隙共轭聚合物给体材料,并应用于本体异质结太阳能电池器件,获得了较好的结果,能源转换效率超过16%。我们从分子设计策略出发,系统研究了不同分子结构与材料光谱吸收、能级水平、载流子迁移率和光伏性能之间的关系。其中包括简单和复杂多氮杂环^[5-8],EDOT侧链工程^[9],和硒酚侧链工程等策略^[10]。更多还原