有机太阳能电池材料研究新进展

许红波

摘 要：伴随时代的不断发展，科学技术的不断提升，人们对于资源和能源的应用越来越重视，希望能够通过先进的科学技术实现对新型资源和能源的充分利用，并且坚持可持续发展战略实现对资源和能源的节约和保护。文章以有机太阳能作为新型电池材料进行分析和研究，通过了解有机太阳能电池的基本理论，分析有机太阳能电池材料的特征和性质，观察新型材料研究和应用的新进展，希望能够掌握专业技术实现更加广泛的生活和生产领域应用。

关键词：有机；太阳能；电池材料；研究新进展

前言

随着人类社会的不断发展，新型资源和能源材料的应用越来越广泛，为了满足人们日益增长的能源使用需求，科研机构不断在进行新型材料的研究。有机太阳能电池材料，就是当下科研机构正在着力研究和创造使用的一种新型能源材料。人们从十七世纪发现太阳能能源并进行研究和使用以来，太阳能就不断为人类生活提供了便利，而且这种能源对于人类生活起到了重大作用，无限的使用源头实现了人们对可持续发展战略实施的伟大目标逐渐步入成熟和稳定。文章以太阳能作为有机电池的材料进行专业的研究和分析，希望能够有效的提升人们使用的效率，观察研究发展新进展。

1 有机太阳能电池简介

1.1 有机太阳能电池基本原理

通过半导体的导电功能收集环境中存在的光伏，将光伏的异样材质进行不同层面的处理，进而形成了有机太阳能电池的能量供给源头。因此，根据太阳能电池的特殊效应可以将其称之为光伏电池。借助特殊材料收集光能，凭借对光能敏感的介质实现静电处理，从材料的内部进行光能和电子材料的接触，实现电极流转等操作，综合形成静电条件下的电池作用，并为电子设备提供能源。太阳能电池主要就是依靠光伏发生作用产生对应的电流，并在通电设备的操作原理下实现电能的转换和应用，太阳光能可以通过收集能源的传导介质实现光子反应，并在光子作用的情况下进行工作。如果收集的能源能量超过了实际的禁止范畴，就会产生电子空穴对，此时对应的半导体就会产生融合能源的现象，进而导致激子出现了不能自行转化的情况。将不同两种电子的能量进行融合和反应，就会产生游离的激子反应，导致实际电池应用的功能降低了，因此，以主导的材料进行半导体材质的融合，就可以提升太阳能电池的应用效果[1]。

1.2 有机太阳能电池分类

有机的太阳能电池种类可以按照常性质分为三种类型：第一种是单质结类型的有机太阳能电池，第二种是异质结类型的有机太阳能电池，第三种就是通过染料敏化特征实现的特殊类别太阳能电池。第一种有机太阳能电池类型是最为常见的，也是研究并成功使用的最早的一种太阳能电池类型，制造的材料有Phthalocyanine/Porphyrin，以及Cyanine和容易导电的聚合物等特殊材料制成。第二种类型的有机太阳能电池与第一种类型的电池相比更加先进和优越，其中涉及的制造材料更多，这种电池存在的优势是能够根据自身选择能力优化电池功能。第三种类型的太阳能电池与传统电池相比较具有优势，传统对于太阳能源的收集能力差，不能够直接使用光能作为支持工作的原动力，但是更新后的电池吸附阳光的能力更强，对于转化功能的引用更加全面，实现的效率也不断得到提升[2]。

2 有机太阳能电池材料

有机太阳能电池材料种类很多，本次研究主要针对五种类型进行分析，希望能够在掌握材料类型的基础上更好地应用有机太阳能电池。

2.1 有机小分子太阳能电池材料

有机小分子是研究和制造太阳能电池材料的一种途径，根据分析有机小分子的分子结构式可以进行自行的组织和制造形成全新的结构类型，而且，在进行分子重组的过程中也实现了对太阳能电池功效的提升，满足了人们对太阳能电池效率的使用需求。在日常生活中比较常见的有机小分子电池材料涉及到很多，菁、 是比较常见的类型。小分子的综合作用形成了电流，并以此支持太阳能电池的使用。

2.2 有机大分子电池材料

有机的大分子电池材料与小分子的工作原理存在差异，伴随时间的不断发展，大分子电池材料相关的研究也越来越受到热议。比如，在众多大分子电池材料中，富勒烯衍生物就是比较有效的电池能源供给材料。通过将这种物质进行反应作用实现对新型能源的研制，并且在实际的使用过程中进行优化功能的研发，通过大分子的高效工作原理实现对电能和光能的优质转化，进而提供具有良好溶解性的物质提供给电池工作的原动力[3]。

2.3 D-A体系

D-A体系是指通过混合形式的导电介质进行结构薄膜中的异质结构进行相互间的深入和渗透，以此实现对电能需求的转化，并且满足网络输出中工作要求，尽量弥补结构中存在的缺失，以此进行电流和能源的传送，为进行电荷的转移分离进行技术操作上的支持。D-A材料能够满足传统混合材料对传输电能结构上的影响，降低缺失中损失的电量，实现提升有机太阳能电池高效率工作的目标，也是当下我国科研工作的重点内容[4]。

2.4 有机无机杂化体系

在传统传输和导电工作操作流程中，需要进行差异性光能和电能的调节，避免出现异动或者转化操作环节中的阻碍，以复合型功能作为有机材料综合性的电能、光能转变，进而实现有机太阳能电池的告诉传导，同时也能够提升收集光能材质的功能性，保证电能供应质量。发展有机太阳能电池需要科研工作者不断的努力和分析，在研究的过程中实现对有机和无机材料的转化，进而满足分子、量子等材料质量的提升需求。

2.5 有机太阳能材料小结

结构简单且合成功能便捷是有机太阳能材料小结的优势，在实际的工作过程中还具备对应的质量轻便等操作简单性，将传统复杂的化学机构简易化，也是实现降低有机太阳能电池制造成本的目标。虽然制造的成本降低了，但是实际的功能增强了，工作的效率也得到了相对应的提升[5]。

3 结束语

综上所述，本次研究通过分析和掌握有机太阳能电池基本原理入手，了解有机太阳能电池的不同类型。细致分析有机太阳能的电池材料特征，以及有机太阳能的电池材料类型，进行深入的研究和制造，以此实现对太阳能能源的有效利用。研究的过程中发现，太阳能电池的材料使用的电力能源相对时间较短，而且实际的转变效率也相对小。影响太阳能电池使用时间和效率的因素，主要是源于有机电池材料对太阳能源吸收的功能偏低，实际吸收阳光能源的效率也比较小，影响了储存的功能和应用电子能源的转化。伴随时代的不断发展，人们越来越关注对有机太阳能电池材料的开发和研制，希望能够结合有机、无机，以及纳米材料进行电池功能的提升，以保证太阳能源利用的智能提升，为我国太阳能开发和研究工作奠定良好基础，促进太阳能能源发展。

参考文献

[1]李在房，侯秋飞，王艳玲，等.苯并噻二唑类有机太阳能电池材料研究进展[J].有机化学，2013，2：288-304.

[2]李在房，王艳玲，侯秋飞，等.可溶液加工给体-受体有机小分子太阳能电池材料研究进展[J].有机化学，2012，5：834-851.

[3]关丽，李明军，韦志仁，等.有机金属卤化物钙钛矿太阳能电池的研究进展[J].科学通报，2015，7：581-592.

[4]黄林泉，周玲玉，于为，等.石墨烯衍生物作为有机太阳能电池界面材料的研究进展[J].物理学报，2015，3：26-35.

[5]刘欣，苏仕健，曹镛.基于聚合物给体与非富勒烯有机小分子受体材料的有机太阳能电池研究进展[J].高分子通报，2014，12：68-80.