3HT(聚3己基噻吩)在目前应用最为普遍。常见的电子受体是PCBM,它是C60的一种可溶性衍生物。这两种物质的结构示于图5。通常,ITO电极和有机半导体层之间还夹一层透明导电聚合物修饰层,厚度为30~60
m,以提高电池的性能。
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当光透过ITO电极照射到有机半导体层上时,层中的电子给体P3HT吸收光子,发生如图6所示的过程。在光子的激发下,P3HT最高占据轨道上的价电子跃迁到最低空轨道上,最高占据轨道留下空穴,形成电子空穴对。由于电子给体P3HT最低空轨道的能量比电子受体PCBM最低空轨道的能量高,所以跃迁电子从P3HT的最低空轨道转移到PCBM的最低空轨道上,最终被金属负极收集。同时,空穴向ITO正极转移,并被收集。这样就实现了电子和空穴的分离,产生光电流和光电压。
有机聚合物单层太阳能电池的结构,可以简单地看做是双层异质结太阳能电池除去电子受体层。与双层异质结太阳能电池相比,单层太阳能电池存在电子、空穴复合率更高等缺点,因此电池转化效率较低。
3结语
太阳能是人类取之不尽、用之不竭的能源。在目前创导节能减排、保护环境的形势下应大力提倡太阳能利用。
参考文献
1罗扬太阳能电池的工作原理及种类J《科技与生活》,2013(1):166168
(作者单位:英利能源(中国)有限公司)
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