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什么是有機太陽能電池？有機太陽能電池結構和原理

2021-10-09 08:55:56來源：OFweek太陽能光伏網關鍵詞：太陽能電池電池結構閱讀量：26391

導讀：有機太陽能電池作為新型太陽能電池器件，具備柔性、質量輕、顏色可調、可溶液加工、大面積印刷制備等特點，是目前太陽能電池研究領域的熱點。

　　有機太陽能電池是由有機材料構成核心部分的太陽能電池，主要是以具有光敏性質的有機物作為半導體的材料，以光伏效應而產生電壓形成電流，實現太陽能發電的效果。

　　有機太陽能電池作為新型太陽能電池器件，具備柔性、質量輕、顏色可調、可溶液加工、大面積印刷制備等特點，是目前太陽能電池研究領域的熱點。但是效率低是限制其大規模應用的主要原因。

　　一、有機太陽能電池的原理

　　有機太陽能電池以具有光敏性質的有機物作為半導體的材料，以光伏效應而產生電壓形成電流。主要的光敏性質的有機材料均具有共軛結構并且有導電性，如酞菁化合物、卟啉、菁(cyanine)等。

　　二、有機太陽能電池的結構

　　有機太陽能電池按照半導體的材料可以分為單質結結構、P-N異質結結構、染料敏化納米晶結構。

　　1、單質結結構

　　單質結結構是以Schotty勢壘為基礎原理而制作的有機太陽能電池。其結構為玻璃/金屬電極/染料/金屬電極，利用了兩個電極的功函不同，可以產生一個電場，電子從低功函的金屬電極傳遞到高功函電極從而產生光電流。由于電子—空穴均在同一種材料中傳遞，所以其光電轉化率比較低。

　　2、P—N

　　異質結結構P-N異質結結構是指這種結構具有給體-受體(N型半導體與P型半導體)的異質結結構。其中半導體的材料多為染料，如酞菁類化合物、苝四甲醛亞胺類化合物，利用半導體層間的D/A界面(Donor——給體，Acceptor——受體)以及電子—空穴分別在不同的材料中傳遞的特性，使分離效率提高。Elias Stathatos等人結合無機以及有機化合物的優點制得的太陽能電池光電轉化率在5%～6%。

　　3、NPC(nanocrystaline photovoltaic cell)染料敏化納米晶

　　染料敏化太陽能電池(DSSC)主要是指以染料敏化的多空納米結構TiO2薄膜為光陽極的一類太陽能電池。它是仿生植物葉綠素光合作用原理的太陽能電池。而NPC太陽能電池可選用適當的氧化還原電解質從而使光電效率提高，一般可穩定于10%，并且納米晶TiO2制備簡便，成本低廉，壽命可觀，具有不錯的市場前景。

　　(原標題：什么是有機太陽能電池？有機太陽能電池結構和原理)

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