文 献 综 述 聚合物太阳电池(PSCs)由p-型共轭聚合物给体和n-型有机半导体受体(包括富勒烯衍生物和非富勒烯有机半导体)共混活性层夹在透明导电电极和金属顶电极之间所组成(图1(a))[1, 2]。

与商业化的硅基太阳电池相比，PSCs具有器件结构简单、成本低、重量轻、可制备成柔性和半透明器件等突出优点，近年来成为全球有机光电材料和太阳电池研究的前沿和热点[3]。

PSCs中的活性层由给体(D)和受体(A)共混形成纳米尺度相分离的 D-A互穿网络本体异质结(BHJ)结构。

其工作机理是：活性层吸收太阳光子产生激子(空穴-电子对)，激子扩散到D/A界面，在那里在给体和受体能级差的驱动下，给体激子中的电子转移到受体的LUMO能级上、受体激子中的空穴转移到给体的HOMO能级上实现激子的电荷分离，分离后的空穴和电子在器件内建电场的驱动下分别沿给体和受体网络向正极和负极传输，传输到电极界面处的空穴和电子分别被正极和负极收集产生光电流和光电压[4]。

PSCs研究的重点是提升其能量转换效率(PCE)、提高稳定性和降低光伏材料和器件制备的成本，使之迈向工业化与实际应用。

到目前为止的研究主要集中在提高能量转换效率上。

图1（a）BHJ聚合物太阳能电池的结构; （b）典型的聚合物太阳能电池的J-V曲线 太阳电池的PCE与开路电压(Voc)，短路电流密度(Jsc)和填充因子(FF)成正比(图1(b))。

对于PSCs来说，Voc主要取决于受体最低空轨道能级(LUMO)和给体最高占据轨道能级(HOMO)之差, 这个差值越大开路电压越高。

短路电流(Jsc)与给、受体材料的吸收，激子电荷分离与电荷传输的效率有关。

增强和拓宽活性层材料在紫外-可见区的吸收、形成给体-受体纳米尺度相分离的互穿网络结构和形貌，是提高Jsc的关键。