有机薄膜太阳能电池的研究进展

摘要：围绕提高有机薄膜太阳能电池的能量转换效率，从太阳光吸收效率、激子的分解率、
载流子的迁移率和电荷向电极的注入效率

4 个方面综述了国内外的研究进展，并指出了提

高转换效率的研究趋势，展望了有机薄膜太阳能电池的美好前景。

　　关键词：有机薄膜太阳能电池；转换效率

　　

1 前言

　　近年来，有机薄膜太阳能电池的发展尤其引人注目，德国、日本、韩国和美国在这一领
域处于领先地位。相比传统的硅基太阳能电池，有机薄膜太阳能电池以其潜在的低成本、高
效率、环境友好、稳定性高的特点，成为最有希望实现民用化光伏的产业，目前的转换效率
突破了

9%，发展趋势被业界一致看好。

　　

2 有机薄膜太阳能电池的基本原理

　　图

1 有机薄膜太阳能电池的基本原理

　　当阳光从阳极层（

p 型有机半导体）照射时，有机分子吸收光产生激子，激子向电子

给体和电子受体的界面移动，在界面处通过光诱导解离分解成自由电子和自由空穴，自由
电子和自由空穴各自向电极两端迁移，最后注入到两端电极输向外电路。

　　

3 提高转化效率的研究进展

　　有机薄膜太阳能电池要实现产业化，就需要有较高的转换效率，目前提高转换效率的
研究主要集中在以下几方面：

　　

3.1 提高太阳光吸收效率

　　材料对太阳光的吸收效率越高激子的生成效率就越高。有机材料对太阳光的吸收一般在
可见光区，大部分材料对太阳光的吸收利用率不超过

40%，提高材料的吸收光谱与太阳光

谱的

　　匹配性是提高材料对太阳光吸收效率的有效途径。另外，还可以在器件结构中引入具有
强吸收特性的材料。利用它们吸收部分太阳能量，再通过激子扩散将其转移给活性材料。

　　将太阳光吸收特性不同的电池单元层积得到级联电池（又称叠层电池），通过底层电