聚合物太阳电池材料和器件 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

聚合物太阳电池由共轭聚合物给体和可溶性富勒烯衍生物受体的共混膜夹在高功函数正极和低功函数负极之间所组成,其中正负电极中至少有一个必须是透明导电电极。这类太阳电池具有制备过程简单、成本低、重量轻、可制成柔性或半透明器件等突出优点，近年来成为新一代薄膜太阳电池的研究热点。本书以编者研究组的研究成果为基础、结合国内外*研究进展，对聚合物太阳电池光伏材料和器件进行全面和系统的介绍。内容包括聚合物太阳电池的器件结构和工作机理、共轭聚合物给体光伏材料和可溶性富勒烯衍生物受体光伏材料等。

本书可作为聚合物太阳电池光伏材料和器件相关研究方向的研究生教材，也可供相关科技工作者参考。

第1章绪论 1

1.1聚合物太阳电池的结构和制备 3

1.2聚合物太阳电池的分类和工作机理 5

1.2.1肖特基型聚合物太阳电池 5

1.2.2双层D/A异质结聚合物太阳电池 6

1.2.3D/A本体异质结聚合物太阳电池 7

1.2.4叠层聚合物太阳电池 8

1.3聚合物太阳电池光伏材料 8

1.3.1聚合物太阳电池光伏材料需要具备的性质和分子设计策略 9

1.3.2聚合物太阳电池光伏材料的分类 11

1.4光伏材料电子能级的电化学测量 14

1.5聚合物太阳电池的器件性能表征 15

参考文献 17

第2章聚噻吩衍生物给体光伏材料 19

2.1聚(3-烷基噻吩) 20

2.1.1P3AT的结构 20

2.1.2P3AT的制备 21

2.1.3吸收光谱和荧光光谱 24

2.1.4聚集态结构和空穴迁移率 27

2.1.5电化学性质和电子能级 27

2.1.6光伏性质 28

2.2二维共轭聚噻吩衍生物 30

2.2.1带共轭支链的聚噻吩衍生物 31

2.2.2共轭桥连的交联型聚噻吩衍生物 33

2.3其他聚噻吩衍生物 34

2.3.1烷氧基和烷硫基取代聚噻吩 34

2.3.2带其他取代基的聚噻吩衍生物 35

2.4含噻吩稠环的聚合物 36

2.4.1含噻吩稠环单体的合成 37

2.4.2基于含噻吩稠环的聚合物给体光伏材料 43

2.4.3PBDTTT类共聚物 45

2.5小结 47

参考文献 48

第3章聚对亚苯基乙烯和其他主链含乙烯双键的聚合物给体光伏

材料 51

3.1聚对亚苯基乙烯衍生物 52

3.1.1MEH-PPV的基本性质 53

3.1.2MEH-PPV和MDMO-PPV的光伏性质 53

3.1.3其他PPV衍生物光伏材料 55

3.2聚噻吩乙烯衍生物 59

3.2.1烷基取代聚噻吩乙烯的光伏性质 59

3.2.2酯基取代聚噻吩乙烯的光伏性质 60

3.3其他主链含乙烯双键的给体光伏材料 61

3.4小结 63

参考文献 64

第4章窄带隙D-A共聚物给体光伏材料 66

4.1基于噻吩及并噻吩给体单元的D-A共聚物 68

4.2基于芴、吲哚芴、硅芴等给体单元的D-A共聚物 70

4.3基于咔唑、吲哚咔唑等给体单元的D-A共聚物 76

4.4基于二噻吩并环戊二烯和二噻吩并吡咯给体单元的D-A共聚物 81

4.5基于二噻吩并噻咯给体单元的D-A共聚物 84

4.6基于苯并二噻吩给体单元的D-A共聚物 90

4.6.1基于烷氧基或烷基取代的BDT单元的D-A共聚物 90

4.6.2基于带噻吩共轭侧链BDT单元的二维共轭D-A共聚物 94

4.6.3基于BDT同分异构体单元的D-A共聚物 97

4.7基于引达省并二噻吩给体单元的D-A共聚物 100

4.8基于并吡咯二酮受体单元的D-A共聚物 104

4.9基于噻吩并吡咯二酮受体单元的D-A共聚物 110

4.10主链给体-共轭支链末端受体的D-A结构共轭聚合物 113

参考文献 117

第5章共轭聚合物受体和D-A双缆型聚合物光伏材料 123

5.1基于PPV的N-型共轭聚合物受体光伏材料 124

5.2n-型D-A共聚物受体光伏材料 126

5.2.1芴与苯并噻二唑的D-A共聚物的受体性能 126

5.2.2基于苝受体单元的D-A共聚物受体材料 126

5.3D-A双缆型聚合物光伏材料 131

5.3.1支链带C60的D-A双缆型聚合物 131

5.3.2支链带其他受体单元的D-A双缆型聚合物 132

5.4D-A嵌段共聚物光伏材料 134

参考文献 139

第6章富勒烯衍生物受体光伏材料 140

6.1富勒烯的结构和性质 142

6.2PCBM和PC70BM 144

6.2.1合成 145

6.2.2吸收光谱 146

6.2.3电化学性质和电子能级 146

6.2.4PC84BM 147

6.3PCBM衍生物 147

6.4可溶性三金属氮化物内嵌富勒烯衍生物 151

6.5双加成和多加成富勒烯衍生物 152

6.5.1PCBM双加成和多加成衍生物 152

6.5.2茚双加成富勒烯衍生物 155

6.6其他富勒烯衍生物 158

6.7小结 161

参考文献 162

第7章共轭聚合物/PCBM本体异质结太阳电池 165

7.1活性层形貌和给/受体互穿网络纳米结构的优化 166

7.1.1溶剂效应 166

7.1.2给／受体共混比例对活性层形貌的影响 169

7.1.3热退火和溶剂退火对活性层形貌的影响 170

7.1.4添加剂对活性层形貌和器件光伏性能的影响 176

7.1.5给／受体阵列结构 180

7.2界面修饰 184

7.2.1正极修饰层 184

7.2.2负极修饰层 186

7.3反向结构聚合物太阳电池 189

7.4小结 194

参考文献 195

第8章共轭聚合物/无机半导体纳晶杂化太阳电池 199

8.1基于CdSe、CdTe和CdS纳晶的杂化太阳电池 200

8.1.1CdSe纳晶形貌和尺寸对光伏性能的影响 200

8.1.2电极缓冲层的影响 202

8.1.3基于CdTe纳晶的杂化器件 203

8.1.4基于CdS纳晶的杂化器件 203

8.2基于TiO2、TiOx纳晶的杂化太阳电池 204

8.2.1双层器件结构 204

8.2.2本体异质结结构 205

8.3基于ZnO纳晶的杂化太阳电池 206

8.3.1本体异质结结构器件 206

8.3.2其他结构器件 208

8.4基于其他半导体纳晶的杂化太阳电池 209

8.4.1基于PbS和PbSe纳晶的杂化器件 209

8.4.2基于三元纳晶的杂化器件 210

8.4.3基于Ⅱ型异质结CdSe-CdTe纳晶的杂化器件 210

8.4.4基于Si纳米粒子的杂化器件 211

8.4.5基于单臂碳纳米管的杂化器件 211

8.4.6基于石墨烯为受体的杂化器件 212

8.5基于纳晶阵列结构的杂化太阳电池 212

8.5.1基于TiO2纳米阵列结构的杂化器件 212

8.5.2基于ZnO纳米棒和纳米纤维阵列的杂化器件 215

8.5.3基于CdTe和CdSe纳晶阵列的杂化器件 217

8.5.4基于CdS纳晶阵列的杂化器件 218

8.5.5基于Si纳米线阵列的杂化器件 219

8.5.6基于GaAs纳米线阵列的杂化器件 220

8.6层层自组装和LB有机/半导体纳晶杂化结构 220

8.6.1层层自组装有机／半导体纳晶杂化结构 220

8.6.2LB有机／半导体纳晶杂化结构 223

8.7无机半导体纳晶表面活性剂处理和共轭聚合物的端基功能化 223

8.7.1CdSe纳晶表面活性剂的去除 223

8.7.2取代TOPO的新型表面活性剂 224

8.7.3电活性表面活性剂 224

8.7.4端基功能化的P3HT给体材料 226

8.8小结 226

参考文献 227

第9章叠层聚合物太阳电池 233

9.1引言 234

9.2叠层太阳电池的结构和工作原理 234

9.2.1串联电池 235

9.2.2并联电池 236

9.2.3叠层聚合物太阳电池光伏性能的影响因素 236

9.3有机叠层太阳电池分类 237

9.3.1全有机小分子材料的叠层太阳电池 237

9.3.2聚合物／有机小分子杂化叠层太阳电池 239

9.3.3聚合物／无机半导体纳晶杂化叠层太阳电池 240

9.3.4叠层聚合物太阳电池 241

9.4叠层聚合物太阳电池的中间电极 243

9.4.1不同基底的电池叠加 243

9.4.2ITO为中间层的叠层太阳电池 243

9.4.3金属氧化物与PEDOT∶PSS结合作为中间电极层的叠层太阳电池 244

9.4.4金属复合层为中间层的叠层太阳电池 248

9.4.5以隔光层为中间层的叠层太阳电池 249

9.4.6并联叠层电池的中间层 250

9.5特殊结构叠层太阳电池 252

9.5.1V形、W形叠层太阳电池 252

9.5.2无中间层叠层太阳电池 253

9.5.3反向结构叠层太阳电池 255

9.6小结 258

参考文献 258

第10章柔性聚合物太阳电池 261

10.1引言 262

10.2柔性透明电极 262

10.2.1聚合物柔性基底 263

10.2.2透明导电电极 264

10.3柔性聚合物太阳电池的印刷技术 266

10.3.1喷墨印刷技术 266

10.3.2丝网印刷技术 268

10.4柔性聚合物太阳电池的滚轮卷绕生产技术 271

10.5小结 277

参考文献 277

暂无相关内容，正在全力查找中

暂无出版社相关信息，正在全力查找中！

暂无相关书籍摘录，正在全力查找中！

在线阅读地址：聚合物太阳电池材料和器件在线阅读

在线听书地址：聚合物太阳电池材料和器件在线收听

在线购买地址：聚合物太阳电池材料和器件在线购买

暂无原文赏析，正在全力查找中！

前言

地球上生息的人类所使用的能源大都直接或间接来自太阳能。 随着远古时代生成的石油或煤等资源的减少，直接利用太阳能将成为解决人类长远能源需求的根本途径。其中将太阳能这种“绿色”“永不枯竭”的能源直接转变为电能被认为是最符合现代技术发展的方法之一。虽然照射到地球上的太阳能数量巨大，但直接利用太阳光能的最主要困难是其单位面积的能量密度太低。当前已实现商品化的太阳电池是半导体硅基（单晶硅和多晶硅）太阳电池， 由于价格昂贵且其制造过程本身消耗大量能源限制了其大规模应用。因而人们一直致力于开发新型高效、价廉、可以大面积制造的薄膜太阳电池，包括无机半导体（CIGS、CdTe和无定形硅等）、染料敏化和有机/聚合物体异质结薄膜太阳电池等。

聚合物体异质结太阳电池具有原料来源丰富、器件结构简单、全固态、成本低、重量轻、可制成柔性器件等突出优点，因而近年来成为国内外的研究热点。但由于其能量转换效率相对于硅基太阳电池还有较大差距，离大规模应用还有相当距离。因此聚合物太阳电池目前仍处于应用基础研究阶段，当前研究的焦点集中在大幅提高光电能量转换效率，而提高效率的关键是高效聚合物给体和新型富勒烯衍生物及其他受体光伏材料的设计与开发、活性层的微观聚集态结构及器件的界面调控、新型器件结构及有机光伏器件光物理过程认识等。近年来由于能源危机及对绿色能源的需求，各国加强了对太阳能利用的投入，特别是随着有机发光材料与器件进入大规模商品开发与应用阶段，大批从事有机光电功能材料与器件研究的实验室将自己的研究重点转入有机/聚合物太阳电池研究领域，聚合物体异质结太阳电池的能量转换效率近几年有了飞跃的增长, 从长期在3%~5%徘徊，迅速达到9%~10%的水平, 且目前看来这一发展趋势还将继续下去，这使人们看到了新的希望。

李永舫研究员等编著的《聚合物太阳电池材料和器件》一书，围绕提高光电能量转换效率这条主线，结合他们实验室的研究成果和国内外最新研究进展，对聚合物太阳电池材料和器件进行了全面和系统的介绍。内容包括聚合物太阳电池的结构和工作机理，高效给体和受体光伏材料的基本要求和分子设计策略，光伏材料电子能级的电化学测量，各类共轭聚合物给体、可溶性富勒烯衍生物受体和共轭聚合物受体的分子结构、吸收光谱、LUMO和 HOMO能级、电荷载流子迁移率和光伏性能等，本体异质结聚合物太阳电池的器件制备和优化（溶剂添加剂、热处理、溶剂处理等），反向结构聚合物太阳电池，共轭聚合物/无机半导体纳晶杂化太阳电池，叠层聚合物太阳电池和柔性聚合物太阳电池等。

我国是较早开展聚合物太阳电池光伏材料和器件研究的国家之一，在国家自然科学基金委及科技部等资助机构的长期支持下已经在这一领域取得了一系列很有影响的研究成果。我相信，本书的出版对我国在这一领域的研究将起到极大推动作用。本书对本领域的研究者、工程技术人员及相关科技项目管理者,特别是对有志进入有机光电子学领域的硕士/博士生都是一本很好的参考书。

中国科学院院士曹镛

2013年1月