有機(jī)太陽能電池材料研究新進(jìn)展

許紅波

摘 要：伴隨時代的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷提升，人們對于資源和能源的應(yīng)用越來越重視，希望能夠通過先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)實現(xiàn)對新型資源和能源的充分利用，并且堅持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實現(xiàn)對資源和能源的節(jié)約和保護(hù)。文章以有機(jī)太陽能作為新型電池材料進(jìn)行分析和研究，通過了解有機(jī)太陽能電池的基本理論，分析有機(jī)太陽能電池材料的特征和性質(zhì)，觀察新型材料研究和應(yīng)用的新進(jìn)展，希望能夠掌握專業(yè)技術(shù)實現(xiàn)更加廣泛的生活和生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：有機(jī)；太陽能；電池材料；研究新進(jìn)展

前言

隨著人類社會的不斷發(fā)展，新型資源和能源材料的應(yīng)用越來越廣泛，為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L的能源使用需求，科研機(jī)構(gòu)不斷在進(jìn)行新型材料的研究。有機(jī)太陽能電池材料，就是當(dāng)下科研機(jī)構(gòu)正在著力研究和創(chuàng)造使用的一種新型能源材料。人們從十七世紀(jì)發(fā)現(xiàn)太陽能能源并進(jìn)行研究和使用以來，太陽能就不斷為人類生活提供了便利，而且這種能源對于人類生活起到了重大作用，無限的使用源頭實現(xiàn)了人們對可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實施的偉大目標(biāo)逐漸步入成熟和穩(wěn)定。文章以太陽能作為有機(jī)電池的材料進(jìn)行專業(yè)的研究和分析，希望能夠有效的提升人們使用的效率，觀察研究發(fā)展新進(jìn)展。

1 有機(jī)太陽能電池簡介

1.1 有機(jī)太陽能電池基本原理

通過半導(dǎo)體的導(dǎo)電功能收集環(huán)境中存在的光伏，將光伏的異樣材質(zhì)進(jìn)行不同層面的處理，進(jìn)而形成了有機(jī)太陽能電池的能量供給源頭。因此，根據(jù)太陽能電池的特殊效應(yīng)可以將其稱之為光伏電池。借助特殊材料收集光能，憑借對光能敏感的介質(zhì)實現(xiàn)靜電處理，從材料的內(nèi)部進(jìn)行光能和電子材料的接觸，實現(xiàn)電極流轉(zhuǎn)等操作，綜合形成靜電條件下的電池作用，并為電子設(shè)備提供能源。太陽能電池主要就是依靠光伏發(fā)生作用產(chǎn)生對應(yīng)的電流，并在通電設(shè)備的操作原理下實現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換和應(yīng)用，太陽光能可以通過收集能源的傳導(dǎo)介質(zhì)實現(xiàn)光子反應(yīng)，并在光子作用的情況下進(jìn)行工作。如果收集的能源能量超過了實際的禁止范疇，就會產(chǎn)生電子空穴對，此時對應(yīng)的半導(dǎo)體就會產(chǎn)生融合能源的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致激子出現(xiàn)了不能自行轉(zhuǎn)化的情況。將不同兩種電子的能量進(jìn)行融合和反應(yīng)，就會產(chǎn)生游離的激子反應(yīng)，導(dǎo)致實際電池應(yīng)用的功能降低了，因此，以主導(dǎo)的材料進(jìn)行半導(dǎo)體材質(zhì)的融合，就可以提升太陽能電池的應(yīng)用效果[1]。

1.2 有機(jī)太陽能電池分類

有機(jī)的太陽能電池種類可以按照常性質(zhì)分為三種類型：第一種是單質(zhì)結(jié)類型的有機(jī)太陽能電池，第二種是異質(zhì)結(jié)類型的有機(jī)太陽能電池，第三種就是通過染料敏化特征實現(xiàn)的特殊類別太陽能電池。第一種有機(jī)太陽能電池類型是最為常見的，也是研究并成功使用的最早的一種太陽能電池類型，制造的材料有Phthalocyanine/Porphyrin，以及Cyanine和容易導(dǎo)電的聚合物等特殊材料制成。第二種類型的有機(jī)太陽能電池與第一種類型的電池相比更加先進(jìn)和優(yōu)越，其中涉及的制造材料更多，這種電池存在的優(yōu)勢是能夠根據(jù)自身選擇能力優(yōu)化電池功能。第三種類型的太陽能電池與傳統(tǒng)電池相比較具有優(yōu)勢，傳統(tǒng)對于太陽能源的收集能力差，不能夠直接使用光能作為支持工作的原動力，但是更新后的電池吸附陽光的能力更強(qiáng)，對于轉(zhuǎn)化功能的引用更加全面，實現(xiàn)的效率也不斷得到提升[2]。

2 有機(jī)太陽能電池材料

有機(jī)太陽能電池材料種類很多，本次研究主要針對五種類型進(jìn)行分析，希望能夠在掌握材料類型的基礎(chǔ)上更好地應(yīng)用有機(jī)太陽能電池。

2.1 有機(jī)小分子太陽能電池材料

有機(jī)小分子是研究和制造太陽能電池材料的一種途徑，根據(jù)分析有機(jī)小分子的分子結(jié)構(gòu)式可以進(jìn)行自行的組織和制造形成全新的結(jié)構(gòu)類型，而且，在進(jìn)行分子重組的過程中也實現(xiàn)了對太陽能電池功效的提升，滿足了人們對太陽能電池效率的使用需求。在日常生活中比較常見的有機(jī)小分子電池材料涉及到很多，菁、 是比較常見的類型。小分子的綜合作用形成了電流，并以此支持太陽能電池的使用。

2.2 有機(jī)大分子電池材料

有機(jī)的大分子電池材料與小分子的工作原理存在差異，伴隨時間的不斷發(fā)展，大分子電池材料相關(guān)的研究也越來越受到熱議。比如，在眾多大分子電池材料中，富勒烯衍生物就是比較有效的電池能源供給材料。通過將這種物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)作用實現(xiàn)對新型能源的研制，并且在實際的使用過程中進(jìn)行優(yōu)化功能的研發(fā)，通過大分子的高效工作原理實現(xiàn)對電能和光能的優(yōu)質(zhì)轉(zhuǎn)化，進(jìn)而提供具有良好溶解性的物質(zhì)提供給電池工作的原動力[3]。

2.3 D-A體系

D-A體系是指通過混合形式的導(dǎo)電介質(zhì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)薄膜中的異質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行相互間的深入和滲透，以此實現(xiàn)對電能需求的轉(zhuǎn)化，并且滿足網(wǎng)絡(luò)輸出中工作要求，盡量彌補(bǔ)結(jié)構(gòu)中存在的缺失，以此進(jìn)行電流和能源的傳送，為進(jìn)行電荷的轉(zhuǎn)移分離進(jìn)行技術(shù)操作上的支持。D-A材料能夠滿足傳統(tǒng)混合材料對傳輸電能結(jié)構(gòu)上的影響，降低缺失中損失的電量，實現(xiàn)提升有機(jī)太陽能電池高效率工作的目標(biāo)，也是當(dāng)下我國科研工作的重點(diǎn)內(nèi)容[4]。

2.4 有機(jī)無機(jī)雜化體系

在傳統(tǒng)傳輸和導(dǎo)電工作操作流程中，需要進(jìn)行差異性光能和電能的調(diào)節(jié)，避免出現(xiàn)異動或者轉(zhuǎn)化操作環(huán)節(jié)中的阻礙，以復(fù)合型功能作為有機(jī)材料綜合性的電能、光能轉(zhuǎn)變，進(jìn)而實現(xiàn)有機(jī)太陽能電池的告訴傳導(dǎo)，同時也能夠提升收集光能材質(zhì)的功能性，保證電能供應(yīng)質(zhì)量。發(fā)展有機(jī)太陽能電池需要科研工作者不斷的努力和分析，在研究的過程中實現(xiàn)對有機(jī)和無機(jī)材料的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而滿足分子、量子等材料質(zhì)量的提升需求。

2.5 有機(jī)太陽能材料小結(jié)

結(jié)構(gòu)簡單且合成功能便捷是有機(jī)太陽能材料小結(jié)的優(yōu)勢，在實際的工作過程中還具備對應(yīng)的質(zhì)量輕便等操作簡單性，將傳統(tǒng)復(fù)雜的化學(xué)機(jī)構(gòu)簡易化，也是實現(xiàn)降低有機(jī)太陽能電池制造成本的目標(biāo)。雖然制造的成本降低了，但是實際的功能增強(qiáng)了，工作的效率也得到了相對應(yīng)的提升[5]。

3 結(jié)束語

綜上所述，本次研究通過分析和掌握有機(jī)太陽能電池基本原理入手，了解有機(jī)太陽能電池的不同類型。細(xì)致分析有機(jī)太陽能的電池材料特征，以及有機(jī)太陽能的電池材料類型，進(jìn)行深入的研究和制造，以此實現(xiàn)對太陽能能源的有效利用。研究的過程中發(fā)現(xiàn)，太陽能電池的材料使用的電力能源相對時間較短，而且實際的轉(zhuǎn)變效率也相對小。影響太陽能電池使用時間和效率的因素，主要是源于有機(jī)電池材料對太陽能源吸收的功能偏低，實際吸收陽光能源的效率也比較小，影響了儲存的功能和應(yīng)用電子能源的轉(zhuǎn)化。伴隨時代的不斷發(fā)展，人們越來越關(guān)注對有機(jī)太陽能電池材料的開發(fā)和研制，希望能夠結(jié)合有機(jī)、無機(jī)，以及納米材料進(jìn)行電池功能的提升，以保證太陽能源利用的智能提升，為我國太陽能開發(fā)和研究工作奠定良好基礎(chǔ)，促進(jìn)太陽能能源發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]李在房，侯秋飛，王艷玲，等.苯并噻二唑類有機(jī)太陽能電池材料研究進(jìn)展[J].有機(jī)化學(xué)，2013，2：288-304.

[2]李在房，王艷玲，侯秋飛，等.可溶液加工給體-受體有機(jī)小分子太陽能電池材料研究進(jìn)展[J].有機(jī)化學(xué)，2012，5：834-851.

[3]關(guān)麗，李明軍，韋志仁，等.有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦太陽能電池的研究進(jìn)展[J].科學(xué)通報，2015，7：581-592.

[4]黃林泉，周玲玉，于為，等.石墨烯衍生物作為有機(jī)太陽能電池界面材料的研究進(jìn)展[J].物理學(xué)報，2015，3：26-35.

[5]劉欣，蘇仕健，曹鏞.基于聚合物給體與非富勒烯有機(jī)小分子受體材料的有機(jī)太陽能電池研究進(jìn)展[J].高分子通報，2014，12：68-80.