模板法制备高分子太阳能电池

随着我们对能源的需求的增长,可再生能源的发展显得愈发重要。基于有机或高分子半导体材料的太阳能电池非常有希望成为该领域的一项重要技术。同无机太阳能电池相比,有机太阳能电池的生产成本低,并且有可能制备在大面积的柔性、轻质的基底上。

来自德国科学家们最近报道了利用模板,在全溶液的条件下制备高度有序的施主/受主穿插(基于导电的衬底和高分子半导体)的纳米结构。他们在阳极氧化铝模板的孔内通过热交联四苯基联苯胺的衍生物(tetraphenylbenzidine derivative)来制备空穴导电的纳米棒阵列。然后将它们转移到导电的ITO衬底上,并溶化掉模板,便得到了高度有序、独立而且稳定的纳米棒阵列。最后用旋涂法在上面涂上一层苝酰亚胺侧链(perylene bisimide side chain polymer)高分子,制备出施主/受主的异质结结构。

透射电子显微镜观察证实了施主/受主纳米结构的形貌特征。它们包括垂直排列的空穴导电的纳米棒,与之相连的是一个被导电高分子所包裹的电极。其中的纳米棒不会发生聚集和坍塌,使其非常适于有机太阳能方面的应用。纳米棒的形貌确保了电荷提取具有连续的途径,它可以很容易地在激发扩散的尺度上(exciton diffusion length)规模化,而且具有长期的形貌稳定性。

P. Theato et al, Macromol. Chem. Phys. ; DOI: 10.1002/macp.201100269