混合成膜而造成的器件。

Mer等研究了不同侧基的聚噻吩P3HT、P3OT、P3DDT作

为电子给体材料的太阳能电池效率。由于侧基的增长，

“头尾”连接的立构规整性

受 到 影 响 ， 电 子 和 空 穴 的 迁 移 率 降 低 ， 所 以

η 随 侧 链 增 长 从 1.54 ％ 降 到

0.59％。Schilinsky等研究了不同分子量的P3HT 对电池性能的影响，当分子增大

时

P3HT/PCBM(I：1,wt)膜的吸收波长红移，载流子的迁移率增大，而只有当分

子量大于

104时，光电转化效率才能超过2.5％。此外，P3HT/PCBM共混物的溶

剂和对膜的热处理也会影响电池性能。

2.4 染料敏化太阳能电池

宽带隙半导体

(如TiO

2

、

SnO

2

)的禁带宽度相当于紫外区的能量，因而捕获太

阳光的能力非常差，无法直接用于太阳能的转换。研究发现，将这些与宽带隙半

导体的导带和价带能量匹配的一些有机染料吸附到半导体表面上，利用有机染

料对可见光的强吸收从而将体系的光谱响应延伸到可见区，从而提高电池的转

换效率。

3 有机太阳能电池

工作原理

[5]

    PFSCs工作原理的基础在于电子给体/电子受体(donor/accepter，D/A)界面的光

致超快电荷转移现象。

PFSCs工作原理主要包含以下四个过程：激子产生、激子

扩散、激子解离、自由载流子的收集。聚合物材料在光照情况下会在体内产生光生

激子即电子和空穴对。光照所产生的激子是一种准粒子，是由电子和空穴在库仑

力作用下束缚而成，典型的激子束缚能约为

0.4 eV，在这种情况下，仅仅依靠

热扰动能量是不足以解离光生激子的，而是需要更高的能量。随后，光照产生的

激子便会在浓度梯度的驱动下发生扩散，典型的激子扩散长度为

10 nm。在激子

扩散过程中，由于光生激子所具有的较大束缚能的限制，内电场作用也不足以

使其发生解离，只有当扩散到界面时，在界面势突变所致的强电场作用下才能

发生有效的激子解离，激子解离之后生成的自由载流子被相应电极收集，最终

实现了光生伏特效应。

4 有机太阳能电池存在的不足

[3]

    与无机硅太阳能电池相比，在转换效率、光谱响应范围、电池的稳定性方面，

有机太阳能电池还有待提高。各种研究表明，决定光电效率基本损失机制的主要

有：

(1)半导体表面和前电极的光反射；(2)禁带越宽，没有吸收的光传播越大：