什么是聚合物太阳能电池？

共扼聚合物太阳能电池是一种新型有机薄膜太阳能电池，它由共辄聚合物给体和富勒烯衍生物受体的共混薄膜活性层夹在IT0透明导电玻璃正极和低功函数金属负极之间所组成。

IT0（氧化锢锡）作为电池的透光正极，金属A1、Ca等其他金属作为电池负极，正极和负极之间有一层共混膜，厚度约100-200nm，是由给体和受体材料组成的活性层。聚合物PEDOT:PSS是一层修饰层，厚度约50nm，可以改善ITO电极的功涵和界面性质。

当光透过ITo电极照射到聚合物活性层上时，活性层中的给体材料吸收光子产生激子。激子随后迁移到聚合物受体/给体的界面上，其中的电子就转移到受体材料的LUMO能级上，空穴则在给体材料的HOMo能级上，光生电荷实现分离。

在电池势场作用下，被分离的空穴会沿着共聚物给体形成的通道传输到正极，而电子沿着受体传输至负极。空穴和电子分别传达到正极和负极后，就形成了光电流和光电压，这就是聚合物太阳能电池所产生的光生伏打效应。大体的光伏过程为：1.光的吸收；2.产生激子；3.激子发生迁移；4.激子的解离；5.载流子分开、迁移及收集。

聚合物太阳能电池提高光能转化的方法-窄带隙共辄聚合物

如何提高聚合物太阳能电池光电转换率是目前研究的关键课题。制备窄带隙聚合物是解决转换效率低的一种方法。聚合物能带隙就是聚合物中HOMO能级与LUMO能级的能级差。一般来讲，窄带隙聚合物的能带隙小于2.0eV，它可以吸收的光的波长大于等于620nm。

研究发现，D-A型窄带隙共扼聚合物能够有效提高能量转换效率，这种聚合物由给体单元（D）和受体单元（A）组成。改变其给体和受体单元，可以改变它的HOMO和LUMO能级，以降低带隙，提高光电性能。D-A共聚物中因给体单元和受体单元的推拉电子作用，使得聚合物的带隙变窄，从而极大地拓宽了聚合物的吸收光谱。并且人们可以通过将不同的给体单元与不同的受体单元进行排列组合，可以在较大的范围内精细地调控聚合物的吸收光谱回。