关于有机太阳能电池材料的研究

付炜谦

摘 要：近些年来，能源资源日渐紧缺，人们的节能环保意识逐渐苏醒。以期通过先进的科学技术实现对新型能源资源有效应用。而有机太阳能电池材料作为一种新型能源，通过合理应用，有利于节约和保护能源资源。基于此，本文将重点针对有机太阳能电池材料展开分析和研究。

关键词：有机；太阳能；电池材料；研究进展

前言：伴随着经济的发展与人口数量的不断增多，对于能源资源的需求量不断激增。目前，很多能源资源已经面临枯竭的现状。可再生资源的开发与利用符合可持续发展理念，已成为未来发展的一大趋势。作为其中较为典型的有机太阳能电池材料，针对其展开研究具有十分重要的现实意义。

一、 有机太阳能电池材料——有机小分子电池材料

针对有机太阳能电池材料的研究，其中一个有效途径就是基于有机小分子展开探索。以有机小分子为对象，对其分子结构式展开细致分析，经过一系列的组织和制造过程，从而创建全新的结构类型。经过重组后的分子结构能够显著提升太阳电池的效能，以此来满足人们对太阳能电池不断增加的使用要求。在实际生活中，有机小分子电池材料得到了广泛的应用，例如菁、酞菁、亚酞菁、

艹北、并五苯、卟啉及C60等均是较为常见的有机小分子电池材料。其原理为在小分子共同作用下形成电流，为太阳能电池的实际应用提供保障。

二、 有机太阳能电池材料——有机大分子电池材料

从工作原理的角度来讲，有机大分子电池材料与有机小分子有所不同。随着科学技术的不断进步，针对有机大分子材料的研究也在不断深入。近些年来，该研究领域所取得的研究成果主要包括：富勒烯衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚芴及其衍生物、含氮共轭聚合物、聚对亚苯基亚乙烯及其衍生物。在上述各类有机大分子电池材料中，从电池能源供给效果来看，富勒烯衍生物有着极大优势和显著成效。其应用原理为：针对富勒烯衍生物开展反应作用试验，从而研制出新型的能源材料。此种材料在实际应用过程中，基于功能层面进行不断改进与优化。充分发挥大分子工作原理的效用，确保将光能与电能进行良性转化，以此来形成溶解性能良好的物质，这样一来太阳能电池的工作就会有充足原动力的支持。

三、 有机太阳能电池材料——D—A体系

混合异质结薄膜其结构形式为互渗双连续网络结构，从微观角度来看，该结构是无序的。也就是说网络结构还不够完善，仍存在诸多缺陷和不足之处，影响了结构中电荷的分离与传输动作，这在很大程度上影响电荷分离与传输。为了解决上述问题，研究人员通过加大研究力度，以共价键的形式实现给体与受体的连接，获取到处于微相分离状态的网络结构，从而形成了新型有机太阳能电池材料——D—A体系材料。而D—A材料能够有效弥补上面所说的混合异质结薄膜在网络结构上存在的大量缺陷。在器件中应用D—A体系材料，对于促进器件效率的提升有着积极的推动作用。以往混合材料会影响到传输电能的结构，借助D—A体系材料能够改善这一情况，在最大限度上降低在电量方面的损失。显著提升太阳能电池使用性能及工作效率。因此，有关D—A体系电池材料方面的内容也是当前研究的重点之一。

四、 有机太阳能电池材料——有机无机杂化体系

以往的导电及传输等工作过程中，需就电能与光能根据实际情况进行差异性的调节与优化，从而防止转换流程受阻或是异动情况的发生。充分发挥有机、无机材料的复合功能实现对光能和电能的优质转化。这样一来太阳能电池就可以进行高速传导。此外，对于收集光能材质来说，能够显著提升其功能性，从而确保电能的供应能够保质保量。针对有机太阳能电池材料这一领域的研究，之所以能够取得显著成效，与众多科研工作者的辛勤付出、刻苦钻研分不开。通过全面、细致、严谨的研究过程，有效推动了无机材料与有机材料间的合理转化，这对于提升量子、分子等材料的质量发挥了重要作用。

五、 有机太阳能电池材料——综合分析

在学习了上面四种有机太阳能电池材料后，对于新型资源能源有了初步的了解。为了进一步加深对该部分知识的掌握程度，将针对这四种材料展开综合分析。其中有机小分子电池材料其优势在于质量小、合成与表征简洁且化学结构修饰简易。不足之处在于很大一部分有机材料，将其置于有机溶剂中，溶解效果差。采用有机小分子材料进行器件的制作，必须通过真空蒸镀实现，在成本投入上较高；而有机大分子电池材料，具备原料获取便捷、加工效果好、能够改进和优化分子结构等优点。不足之处在于大分子材料多数没有固定形态，分子迁移难度较高，影响了光电转化效率的提升；D—A体系材料优势在于能够有效获取互渗双连续结构，从而实现激子的解离。缺陷为想要合成或是分离D—A体系材料则有较高难度；有机无机杂化体系综合了有机与无机材料的优势，具备较高的光吸收系数与载流子迁移率。因此，针对有机无机杂化体系研究引起了该领域的广泛重视。随着科学技术的进步，将不断完善和优化有机太阳能电池材料性能。

总结：有机太阳能电池材料的研究和应用，旨在替代原有的镍电池。我国针对此方面的研究历经较长时期，并且取得了一定成效。在高中階段通过对有机太阳能电池材料这部分知识的学习，对有机小分子与有机大分子材料、DNA体系以及有机无机杂化体系有了进一步的了解和认识。

[参考文献]

[1]李昂.有机太阳能电池材料研究新进展[J].电子世界，2018（06）：172-173.

[2]许红波.有机太阳能电池材料研究新进展[J].科技创新与应用，2016（09）：86.

（作者单位：湖南省娄底市第二中学，湖南 娄底 417000）