高分子太阳能电池的研究现状

摘要：综述了国内外高分子太阳能电池的研究现状和最新研究，以及高分子太阳能电池的
发展前景。

关键词：能源，高分子太阳能电池，半导体，载流子

。

ABSTRACT：Reviewed the research status of polymer solar cells and recent research and
development prospects of polymer solar cells.
KEYWORDS：Energy, polymer solar battery, semiconductor, charge carriers.

一

研究背景

能源问题是

2 l 世纪人类社会可持续发展所面临的重大挑战之一。目前，全球总能耗的

7 4 ％来自

煤、石油、天然气等化石能源。据 2 0 0 4 年发表的欧盟光伏研发路线图指出， 2 0

0 0 年常规能源和核能在能源结构中的比例大约为 8 0 ％，可再生能源的比例为 2 0 ％。在
可再生能源中主要是生物质能，太阳

能微不足道。但是，2 0 5 0 年常规能源和核能的比例

下降到

4 7 ％，可再生能源上升到 5 3 ％。在可再生能源中，太阳能占据首位，占总能源的

2 9 ％，特别值得指出的是太阳能发电将占总能源的 2 5 ％。到 2 1 0 0 年，可再生能源例
进一步扩大到

8 6 ％，太阳能和太阳能发占总能源的 6 7 ％和 6 4 ％。由此可见，本世纪内

太阳能和太阳能发电在能源结构中的地位将发

生巨大的变化。

我国近年来在可再生能源方

面加大了投入，

实施了多项促进光伏产业发展的计划，如 2 0 0 3 年国家投入 2 0 亿元实

施的西部光明工程。

我国于

2005 年通过了第一部《可再生能源利用法》。在这个积极政策的引导下我国也已

成为全球最大的光伏产业基地，截至

2007 年底太阳能发电量达到 1.1 吉瓦，占全球太阳能

发电总量的

27.5%。2008 年中国太阳能发电量全球第一，此外，我国还提出了到 2010 年实

现单位国内生产总值能源消耗比

2005 年降低 20%左右 2020 年可再生能源在能源结构中的

比例争取达到

16%等一系列目标。

现在，人们越来越认识到太阳能的重要价值。特别是在当前世界各国面临能源日益紧

缺的情况下，人们已把太阳能作为开发利用的现代主要新能源之一，因此，向太阳这个取
之不尽的能源宝库索取能量，实现人类历史上的能源变革，已成为今后能源开发的主要趋
向，

10 年后中国太阳能发电总量将相当于 1.5 个左右的“三峡水电站”。

二

国内外研究现状及发展趋势

目前研究和应用最广泛的太阳电池主要是单晶硅、多晶硅和非晶硅系列电池，但由于

其生产工艺复杂、成本高、难设计、不透明以及基本达到其转换效率极限等问题，使其大面积
实用化受到很大的限制。要使太阳能发电得到大规模推广，就必须

降低太阳能电池材料的

成本，或找到更廉价的太阳能电池材料。而有机聚合物太阳能电池以其低成本、轻重量、分子
上的可设计性、生产工艺简单、可实现大面积柔性太阳能电池等优点，日益被人们

所重视。

尽管目前有机聚合物太阳能电池光电转换效率低，大约为～

7.9 ％，还不能与无机半导体太

阳能电池相抗衡，但它可作为用于高日照、尚不具