什么是有機(jī)太陽能電池？有機(jī)太陽能電池的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)原理詳解

有機(jī)太陽能電池，是由有機(jī)材料構(gòu)成核心部分的太陽能電池。主要是以具有光敏性質(zhì)的有機(jī)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, 實(shí)現(xiàn)太陽能發(fā)電的效果.

一、有機(jī)太陽能電池的特點(diǎn)

有機(jī)太陽能電池作為新型太陽能電池器件，具備柔性、質(zhì)量輕、顏色可調(diào)、可溶液加工、大面積印刷制備等特點(diǎn)，是目前太陽能電池研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。但是效率低是限制其大規(guī)模應(yīng)用的主要原因。

二、有機(jī)太陽能電池的結(jié)構(gòu)原理

1、有機(jī)太陽能電池的原理

有機(jī)太陽能電池以具有光敏性質(zhì)的有機(jī)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(jī)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(jī)太陽能電池的幾種結(jié)構(gòu)

有機(jī)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(shì)壘為基礎(chǔ)原理而制作的有機(jī)太陽能電池。其結(jié)構(gòu)為玻璃/金屬電極/染料/金屬電極，利用了兩個(gè)電極的功函不同，可以產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)，電子從低功函的金屬電極傳遞到高功函電極從而產(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。

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)。其中半導(dǎo)體的材料多為染料，如酞菁類化合物、苝四甲醛亞胺類化合物，利用半導(dǎo)體層間的D/A界面（Donor——給體，Acceptor——受體）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(jī)以及有機(jī)化合物的優(yōu)點(diǎn)制得的太陽能電池光電轉(zhuǎn)化率在5%~6%。

5、NPC( nanocrystaline 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 薄膜為光陽極的一類太陽能電池。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(jiǎn)便，成本低廉，壽命可觀，具有不錯(cuò)的市場(chǎng)前景。