太陽能聚合物電池是如何工作的？

來源：寶鄂實(shí)業(yè) 2019-11-17 21:05 點(diǎn)擊量：次

太陽能聚合物電池如何工作

聚合物太陽能電池工作當(dāng)一個(gè)光子與適當(dāng)?shù)哪茉碔TO玻璃接觸光活性層,在感光層活動(dòng)身體或受體材料吸收光子產(chǎn)生激子,激子擴(kuò)散到供體/受體界面電荷分離,然后產(chǎn)生孔體和受體,電子和空穴沿捐贈(zèng)者陽極和陽極收集,電子沿著感受器收集到陰極和陰極，最終產(chǎn)生電流和電壓。

太陽能聚合物電池如何工作

基于供體/受體模式的太陽能聚合物電池光伏效應(yīng)示意圖

供體和受體材料的光吸收性能、供體的空穴遷移率、受體的電子遷移率以及最高已占據(jù)軌道(HOMO)和最低空軌道(LLUMO)的位置對(duì)有機(jī)光伏器件的性能有重要影響。的電子能級(jí),基體材料應(yīng)該有相對(duì)較高的HOMO和LUMO能級(jí),和受體材料應(yīng)該低HOMO和LUMO能級(jí),以保證供體/激子界面,捐獻(xiàn)者接受者LUMO能級(jí)的電子可以自發(fā)的LUMO能級(jí)上的受體受體在HOMO能級(jí)激子在洞里可以自發(fā)地傳遞給HOMO能級(jí)的捐贈(zèng),從而實(shí)現(xiàn)電荷的分離。

簡而言之，聚合物太陽能電池的光伏轉(zhuǎn)換可以簡化為以下四個(gè)過程:

太陽能聚合物電池工作原理圖

(1)供體被光激發(fā)產(chǎn)生激子。

(2)激子擴(kuò)散到D/A界面

(3)激子在D/A界面分離，形成電子-空穴對(duì)

(4)自由載流子在外電極上運(yùn)輸和收集。

太陽能聚合物電池結(jié)構(gòu)

如圖,身體是由異質(zhì)結(jié)聚合物太陽能電池組件:較低的層是IT0玻璃作為正極,上層是Ca / A1和其他金屬電極作為負(fù)極,中間層是共聚物供體材料的混合電影和富勒烯衍生物(PCBM)受體材料的光敏層。共聚物的結(jié)構(gòu)對(duì)聚合物太陽能電池的效率有重要影響。