有機太陽能電池的結(jié)構(gòu)與原理

來源：未知　時間：2011-04-15 18:29　點擊：

有機太陽能電池，顧名思義，就是由有機材料構(gòu)成核心部分的太陽能電池。大家對有機太陽能電池不熟悉，這是情理中的事。如今量產(chǎn)的太陽能電池里，95％以上是硅基的，而剩下的不到5％也是由其它無機材料制成的。

1 有機太陽能電池的原理　　

有機太陽能電池以具有光敏性質(zhì)的有機物作為半導(dǎo)體的材料，以光伏效應(yīng)而產(chǎn)生電壓形成電流。主要的光敏性質(zhì)的有機材料均具有共軛結(jié)構(gòu)并且有導(dǎo)電性，如酞菁化合物、卟啉、菁（cyanine）等。　　

2 有機太陽能電池的幾種結(jié)構(gòu)

　　有機太陽能電池按照半導(dǎo)體的材料可以分為單質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)、P-N 異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)、染料敏化納米晶結(jié)構(gòu)。　　

3 單質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)　　

單質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)是以Schotty 勢壘為基礎(chǔ)原理而制作的有機太陽能電池。其結(jié)構(gòu)為玻璃/金屬電/染料/金屬電，利用了兩個電的功函不同，可以產(chǎn)生一個電場，電子從低功函的金屬電傳遞到高功函電從而產(chǎn)生光電流。由于電子—空穴均在同一種材料中傳遞，所以其光電轉(zhuǎn)化率比較低[3]。　　

4 P—N 異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)

P-N 異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)是指這種結(jié)構(gòu)具有給體-受體（N 型半導(dǎo)體與P 型半導(dǎo)體）的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)如圖。其中半導(dǎo)體的材料多為染料，如酞菁類化合物、北四甲醛亞胺類化合物[4]，利用半導(dǎo)體層間的D/A 界面以及電子—空穴分別在不同的材料中傳遞的特性，使分離效率提高。Elias Stathatos 等人結(jié)合無機以及有機化合物的優(yōu)點制得的太陽能電池光電轉(zhuǎn)化率在5%~6%[5]。　　

5 NPC(nanocristaline photovoltaic cell)染料敏化納米晶

　　染料敏化太陽能電池（DSSC）主要是指以染料敏化的多空納米結(jié)構(gòu)TiO2 薄膜為光陽的一類太陽能電池。它是仿生植物葉綠素光合作用原理的太陽能電池。而NPC 太陽能電池可選用適當(dāng)?shù)难趸€原電解質(zhì)從而使光電效率提高，一般可穩(wěn)定于10%，并且納米晶TiO2 制備簡便，成本低廉，壽命可觀，具有不錯的市場前景。

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