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聚合物太阳能电池材料主要有哪些?

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  太阳能电池有一种是聚合物太阳能电池,聚合物太阳能电池材料有许多中,常见的有聚乙烯基咔唑(PVK)、聚乙炔(PA)、聚对苯撑乙烯(PPV)以及聚噻吩(PTh)。

聚合物太阳能电池材料主要有哪些?

  (1)聚乙烯基咔唑(PVK)

  具有光电活性的聚合物中,发现最早、研究得最为充分的是PVK,它的侧基上带有大的电子共轭体系,可吸收紫外光。激发出的电子可以通过相邻咔唑环形成的电荷复合物自由迁移。通常用I2、SbCl3、三硝基芴酮(TNF)、及硝基二苯乙烯基苯衍生物合四氰醌(TCNQ)等对其进行掺杂。

  (2)聚乙炔(PA)

  PA是迄今为止实测电导率最高的电子聚合物。它的聚合方法主要有白川英树法、Namm方法、Durham方法和稀土催化体系。白川英树采用高浓度的Ziegler-Natta催化剂,即TiOBu4-A1Et3,由气相乙炔出发,直接制备出自支撑的具有金属光泽的聚乙炔膜;在取向了的液晶基质上成膜,PA膜也高度取向。Narrman方法的特点是对聚合催化剂“高温陈化”,因而聚合物力学性质和稳定性有明显改善。

  (3)聚对苯撑乙烯(PPV)

  近年来在光电领域应用最广泛的、制得器件效率最高的是PPV类材料。由于是共轭结构,分子链钢性很强,往往难熔难溶,不易加工。获得可溶性PPV的方法是在苯环上至少引入一个长链烷烃。烷烃碳个数至少大于6。研究还发现取代基有支链时比相同碳数的直链烷烃溶解度更好。具有代表性的材料是MEH-PPV(MEH; 2-methoxy-5(2’-ethylhexyloxy)),它具有较好的溶解性,使用方便;禁带宽度为2.1eV,较为适中。

  (4)聚噻吩(PT)衍生物

  在所有的共轭聚合物中,聚噻吩是一种非常优良的光伏材料,因为其具有合适的带隙和较高的空穴迁移率,所以成为了来有机光伏材料的研究热点之一。其中,以区域规整的聚(3-己基)噻吩(P3HT)和可溶性C60衍生物PCBM的共混膜做为活性层的光伏器件在热处理的情况下能量转换效率最高,能量转换效率已经达到了5%左右。因此,设计并合成出新型的聚噻吩衍生物,研究聚噻吩结构和性质之间的关系,通过结构修饰来改善聚噻吩衍生物的性质引起了广大科研人员的关注。从光伏材料的角度来考虑,这些聚噻吩衍生物应该具有最基本的性质:好的溶解性和成膜性,较宽的吸收光谱(尤其在可见光区)和较高载流子迁移率。

  希望这些知识能够帮助更好地使用与了解聚合物太阳能电池。