太陽能儲能聚合物鋰電池的(de)工作原理，當具有合適能(neng)量的(de)光(guang)子(zi)(zi)通過ITO玻璃(li)照射到(dao)(dao)(dao)(dao)光(guang)敏活(huo)性層(ceng)(ceng)上(shang)(shang)(shang)時，光(guang)敏活(huo)性層(ceng)(ceng)上(shang)(shang)(shang)的(de)給(gei)體(ti)或受體(ti)材(cai)料吸收光(guang)子(zi)(zi)產生(sheng)激子(zi)(zi)，然后(hou)激子(zi)(zi)擴散到(dao)(dao)(dao)(dao)給(gei)體(ti)/受體(ti)界(jie)面并且(qie)在(zai)那(nei)里發生(sheng)電(dian)荷分離，進而在(zai)給(gei)體(ti)上(shang)(shang)(shang)產生(sheng)空穴(xue)和(he)在(zai)受體(ti)上(shang)(shang)(shang)產生(sheng)電(dian)子(zi)(zi)，然后(hou)空穴(xue)沿給(gei)體(ti)傳(chuan)遞(di)到(dao)(dao)(dao)(dao)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)并被陽(yang)(yang)極(ji)(ji)收集(ji)，電(dian)子(zi)(zi)沿受體(ti)傳(chuan)遞(di)到(dao)(dao)(dao)(dao)陰極(ji)(ji)并被陰極(ji)(ji)收集(ji)，最(zui)終(zhong)產生(sheng)光(guang)電(dian)流(liu)和(he)光(guang)電(dian)壓。

基于(yu)給(gei)體/受(shou)體方式的(de)(de)太陽(yang)能聚(ju)合物電池的(de)(de)光伏效應示意圖

給(gei)(gei)(gei)體(ti)(ti)(ti)(ti)和(he)受(shou)體(ti)(ti)(ti)(ti)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)吸光(guang)(guang)性能(neng)(neng)(neng)(neng)、給(gei)(gei)(gei)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)空穴遷移率(lv)，受(shou)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)電子(zi)(zi)遷移率(lv)，以及(ji)其最高占有(you)(you)軌(gui)道(dao)(dao)（HOMO）和(he)最低(di)空軌(gui)道(dao)(dao)（LLUMO）能(neng)(neng)(neng)(neng)級(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)位置對有(you)(you)機光(guang)(guang)伏(fu)器件的(de)(de)(de)(de)(de)性能(neng)(neng)(neng)(neng)有(you)(you)著很重要的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響。對于電子(zi)(zi)能(neng)(neng)(neng)(neng)級(ji)而(er)言(yan)，給(gei)(gei)(gei)體(ti)(ti)(ti)(ti)材(cai)料應該具有(you)(you)比(bi)較高的(de)(de)(de)(de)(de)LUMO和(he)HOMO能(neng)(neng)(neng)(neng)級(ji)，而(er)受(shou)體(ti)(ti)(ti)(ti)材(cai)料卻應該具有(you)(you)較低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)LUMO和(he)HOMO能(neng)(neng)(neng)(neng)級(ji)，這樣(yang)才能(neng)(neng)(neng)(neng)保證在(zai)給(gei)(gei)(gei)體(ti)(ti)(ti)(ti)/受(shou)體(ti)(ti)(ti)(ti)界面上(shang)(shang)(shang)、給(gei)(gei)(gei)體(ti)(ti)(ti)(ti)中激子(zi)(zi)在(zai)LUMO能(neng)(neng)(neng)(neng)級(ji)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)電子(zi)(zi)可以自發地(di)傳遞到(dao)受(shou)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)LUMO能(neng)(neng)(neng)(neng)級(ji)上(shang)(shang)(shang)，受(shou)體(ti)(ti)(ti)(ti)中激子(zi)(zi)在(zai)HOMO能(neng)(neng)(neng)(neng)級(ji)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)空穴可以自發地(di)傳遞到(dao)給(gei)(gei)(gei)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)HOMo能(neng)(neng)(neng)(neng)級(ji)上(shang)(shang)(shang)，從而(er)實現電荷(he)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)離。

簡而言(yan)之，聚合物太陽能電(dian)池的(de)光電(dian)轉(zhuan)換可以簡化(hua)為(wei)以下4個過程(cheng)：

太陽(yang)能聚合物電池的工作機理(li)圖

（1）給(gei)體受到光(guang)激(ji)(ji)發產(chan)生激(ji)(ji)子，

（2）激子擴散到D/A界面(mian)

（3）激子在D/A界面(mian)分(fen)離形成一個電子-空穴對

（4）自由載流子在外部電極(ji)運輸和收集。

太(tai)陽能(neng)聚合物(wu)電池的(de)結(jie)構

如圖1.2所示：本體異質結型聚合(he)(he)物(wu)太(tai)(tai)陽(yang)能電(dian)池器(qi)件的(de)(de)組(zu)成：下層(ceng)是(shi)IT0玻璃作(zuo)為(wei)正極(ji)(ji)，上層(ceng)是(shi)Ca/A1等金屬電(dian)極(ji)(ji)作(zuo)為(wei)負極(ji)(ji)，中間是(shi)由共聚合(he)(he)物(wu)給體材料和富勒(le)烯衍生物(wu)（PCBM）受(shou)體材料的(de)(de)共混膜作(zuo)為(wei)光活性層(ceng)。其中，共輒聚合(he)(he)物(wu)的(de)(de)結構對(dui)聚合(he)(he)物(wu)太(tai)(tai)陽(yang)能電(dian)池的(de)(de)效率有著關鍵(jian)的(de)(de)影響。