聚合物光伏材料与器件的近期进展

【摘要】：新型共轭聚合物给体材料是推动聚合物太阳能电池效率提高的主要动力之一。采用分子结构设计的方法对共轭聚合物的吸收光谱、分子能级、聚集态结构等特性进行调控是获得新型高效聚合物光伏材料的关键。过去的几年中,我们采用多种分子设计策略对共轭聚合物电子给体材料的光伏特性进行了十分有效的调制,获得了具有优良光伏性能的新材料,基于这些新材料的光伏器件表现出十分突出的光伏效率。以苯并二噻吩(BDT)类聚合物为例,自从2008年首次把BDT类聚合物作为电子给体材料引入到聚合物光伏器件中之后,我们陆续采用我们采用多种方法,如:调制主链结构、调节非共轭侧链、引入两维共轭结构、引入拉电子官能团、调制共轭骨架构象等等,对这类光伏材料的光伏性能进行了十分有效的调制。BDT类聚合物在具有简单正向结构器件(ITO/PEDOT:PSS/Active layer/Mg/Al)中的效率从初始效率的1.6%(2008年)逐步提高到到近期的9.4%。本报告中,我们将以BDT类聚合物为主,详细介绍关于聚合物光伏材料的设计策略,为光伏聚合物的结构设计提供有益的借鉴。