聚合物太阳能电池高效共轭聚合物给体和富勒烯受体光伏材料

聚合物太阳能电池(PSC)由共轭聚合物给体和富勒烯衍生物受体的共混膜(活性层)夹在ITO透明导电玻璃正极和低功函数金属负极之间所组成,具有制备过程简单、成本低、重量轻、可制备成柔性器件等突出优点,近年来成为国内外研究前沿和热点。当前研究的焦点是提高器件的光电能量转换效率,而提高效率的关键是高效共轭聚合物给体和富勒烯衍生物受体光伏材料。本文将重点介绍化学所近年来在新型共轭聚合物给体和富勒烯衍生物受体光伏材料方面的研究进展,包括带共轭支链的宽吸收两维共轭聚合物、带吸电子基团取代基的具有较低HOMO能级的共轭聚合物、宽吸收和具有较低HOMO能级的给体-受体(D-A)共聚物给体光伏材料、以及茚双加成C60衍生物ICBA和茚双加成C70衍生物IC70BA受体光伏材料等。基于这些给体光伏材料制备的PSC最高能量转换效率达到7.59%,是聚合物光伏材料迄今文献报道最高效率之一。使用我们的新型受体ICBA使基于聚3-己基噻吩(P3HT)的PSC的能量转换效率超过了7%,是基于P3HT光伏器件能量转换效率文献报道最高值。