1. OPV是什么?
主要是以具有光敏性质的有机物作为半导体的材料,以光伏效应而产生电压形成电流, 实现太阳能发电的效果。
2. OPV怎么来?
a) 第一个有机光电转化器件是由Kearns和Calvin在195由有机材料构成核心部分的太阳能电池。其主要材料为镁酞菁(MgPc)染料,染料层夹在两个功函数不同的电极之间,测得200mV开路电压。
b) 华人邓青云博士,改进了器件的核心结构。由四羧基苝的一种衍生物(邓老管它叫PV)和铜酞菁(CuPc)组成的双层膜。光电转换效率1%,这种双层膜异质结结构(光激发的有机小分子,产生的是通过静电作用结合在一起的空穴-电子对,也就是通常所说的“激子(Exciton)”。作为给体的有机半导体材料吸收光子之后产生空穴-电子对,电子注入到作为受体的有机半导体材料后,空穴和电子得到分离。在这种体系中,电子给体为p型,电子受体则为n型,从而空穴和电子分别传输到两个电极上,形成光电流。)在后来的太阳能电池研究领域有广泛的应用。
3. OPV怎么样?
a) 优点:
i.化学可变性大,原料来源广泛;
ii.有多种途径可改变和提高材料光谱吸收能力,扩展光谱吸收范围,并提高载流子的传送能力;
iii.加工容易,可采用旋转法、流延法大面积成膜,还可进行拉伸取向使极性分子规整排列,采用LB膜技术在分子生长方向控制膜的厚度;
iv.容易进行物理改性,如采用高能离子注入掺杂或辐照处理可提高载流子的传导能力,减小电阻损耗提高短路电流;
vi.价格便宜。有机高分子半导体材料的合成工艺比较简单,如酞菁类染料早已实现工业化生产,因而成本低廉。这是有机太阳能电池实用化最具有竞争能力的因素。
vii.可降解,对环境的污染小。
b) 缺点:
i.目前光电转换效率相对于无机太阳能电池还是很低,限制了其广泛应用。
ii.有机太阳能电池的稳定性还不好。
4. OPV做什么?
a) 由于其轻薄柔软易携带的特性,有机太阳能电池不久将能给微型电脑、数码音乐播放器、无线鼠标等小型电子设备提供能源。
b) 在有机太阳能电池上可体现各种颜色和图案,更加精美的设计使它们能够很好融合于建筑设计等领域。用廉价的有机太阳能电池做某些办公楼的外墙装饰可以吸收太阳能发电供楼内使用(如取暖,照明,工作用电),充分利用了能源。在衣服表层嵌入轻薄柔软的有机太阳能电池与有机发光材料,将太阳能转化为电能并储存,冬天可发热保暖,衣服在夜间也会发出各种颜色的可见光,使人们的衣服更加绚丽。
c) 从目前显示器领域的发展方向来看,更大的面积、更低的成本、更加节能环保以及轻薄耐用都是热点趋势,柔性显示器不仅具有这些特性,而且具有更多创新应用的发展潜力,从单纯的面板扩大至数字出版、会展布置、广告媒体和建筑设计等产业,深入生活的不同层面,改变整个信息生活的风貌。将有机太阳能电池应用在柔性显示器中,其廉价的成本、轻薄、环保、可折叠的性能比其它电池具有更大的优势。
d) 在军事方面,有机太阳能电池与OLED技术的结合可用于集多种通讯能力于一体的护腕式通讯设备,实时观看视频和图形信息,适合陆军进行野战评估。
e) 在电力方面,有机太阳能电池除了应用在内蒙地区或辽宁西北部地区沙化土地上进行发电外,还可以用于大面积的植树造林。采用速生的品种让树木在有效的生长期内快速增长,使树木在人为的控制下像粮食一样增产增收。在具体实施过程中,有机太阳能电池和太阳能抽水技术将发挥十分重要的作用。 |