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有机太阳电池
来源:整理综合自《集成电路产业全书》 | 作者:Belle | 发布时间: 2022-04-23 | 152 次浏览 | 分享到:

有机太阳电池( Organic Solar Cells, OSC) 是指由具有光敏性质的有机半导体材料制备的新型太阳电池器件,其基本工作原理是基于pn结的光伏效应。有机太阳电池具有成本低、加工简便、容易得到大面积柔性器件等优势,因此引起了业界的广泛关注,也成为了开发和研究的热点方向。


在太阳光下吸收光子,当光子的能量足够使价电子激发成自由电子时,就会产生相应的自由空穴和自由电子,从而形成空穴电子对。当存在不同类型半导体材料的异质结时,异质结会使空穴-电子对解离。通常有机p型材料作为电子给体,有机n型材料作为电子受体。图10-70和图10-71所示分别为OSC中常见的电子给体和电子受体。


提高OSC的工作效率是目前关键的研究课题。聚焦于电池能量损耗的根源是寻找提高OSC工作效率的简单途径。通过研究可知,有机太阳电池的能量损耗于载流子的收集、空穴和电子的传输,因此今后提高有机太阳电池效率的途径有:采用光敏小分子对D/A掺杂;寻找良好的电极材料;采用空穴阻挡层;使用超薄富勒烯衍生物(Phenyl-C61-Butyric Acid Methyl Ester, PCBM) 层等


在集成电路系统中,有机太阳电池可作为供电能源,因其不受固定电源的限制,可以大幅增加移动性,实现集成电路系统的能源自供给。有机太阳电池自身的柔性,使其加工比无机太阳电池的加工更加方便,因此可以满足日益更新的集成电路系统的多样化需求。