太阳能储能聚合物锂电池工作原理
太阳能储能锂聚合物的工作原理:当具有适当能量的光子通过ITO玻璃照射在光敏活性层上时,光敏活性层上的施主或受主材料吸收光子产生激子,然后激子扩散到施主/受主界面并在那里发生电荷分离,从而在施主上产生空穴,在受主上产生电子,然后空穴沿着施主转移到正极并被正极收集,电子沿着受主转移到正极。
施主和受主材料的吸收性质、施主的空穴迁移率、受主的电子迁移率以及最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LLUMO)能级的位置对有机光伏器件的性能有重要影响。就电子能级而言,施主材料应具有较高的LUMO和HOMO能级,而受主材料应具有较低的LUMO和HOMO能级,以保证施主中激子的电子能在施主/受主界面自发转移到受主的LUMO能级,受主中激子的空穴能自发转移到施主的HOMO能级,从而实现电荷的分离。
聚合物电池工作机理图
(1)施主被光激发产生激子,
(2)激子扩散到D/A界面
(3)激子在D/A界面分离,形成电子-空穴对。
(4)自由载流子在外部电极处被传输和收集。
体相异质结聚合物太阳能电池器件的组成:下层为IT0玻璃作为正极,上层为Ca/A1等金属电极作为负极,中间层为共聚物施主材料和富勒烯衍生物(PCBM)受主材料的共混膜作为光活性层。其中,聚合物的结构对聚合物太阳能电池的效率有着关键的影响。