光电高分子材料.ppt
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1、光电转化高分子材料光电转化高分子材料高材112:曹洋,刘一凡,胡益鸣,徐善杰,张兵,麻存仁光电高分子材料光电高分子材料物理化学功能材料:物理化学功能材料:l l电电学功能材料,如学功能材料,如导电导电性高分子、超性高分子、超导导性高分子、感性高分子、感电电性高性高分子等分子等l l光学功能材料,如感光性高分子、光学功能材料,如感光性高分子、导导光性高分子、光敏性高光性高分子、光敏性高分子等分子等l l能量能量转换转换功能材料,如功能材料,如压电压电性高分子、性高分子、热电热电性高分子等性高分子等信息科学中的高分子材料信息科学中的高分子材料导电导电导电导电高分子材料高分子材料高分子材料高分子材料
2、光敏高分子材料光敏高分子材料光敏高分子材料光敏高分子材料高分子光高分子光高分子光高分子光传输传输传输传输材料材料材料材料光电光电光电光电转化转化转化转化高分高分高分高分子材子材子材子材料料料料全塑光全塑光缆缆高分子光高分子光传输传输材料材料 19701970年美国康宁公司研制出石英玻璃光年美国康宁公司研制出石英玻璃光导纤维导纤维,同年同年贝贝尔尔又又试试制成半制成半导导体激光器,体激光器,这这两两项项新技新技术术的的结结合,开合,开创创了光信息了光信息传输传输的新的新时时代。代。玻璃光玻璃光纤纤具有具有传输带宽传输带宽大、大、损损耗低、抗耗低、抗电电磁干磁干扰扰、节约节约能源的能源的优优点。点
3、。硅的硅的终结终结者:者:导电导电高分子材料高分子材料 什么是什么是导电导电高分子?高分子?要使高分子材料要使高分子材料导电导电就必就必须须能模能模拟拟金属的行金属的行为为,亦即,亦即电电子必子必须须能不受原子的束能不受原子的束缚缚而能自由移而能自由移动动,要达到此目的,要达到此目的的第一个条件就是的第一个条件就是这这个聚合物个聚合物应该应该具有交具有交错错的的单键单键与双与双键键,亦称,亦称为为“共共轭轭”双双键键。为为了使共了使共轭轭高分子高分子导电导电,必,必须须要做参要做参杂杂。这这和半和半导导体体经经过过参参杂杂后提高后提高导电导电率率类类似。似。光敏高分子材料光敏高分子材料 光敏高
4、分子化学是高分子化学与光化学两个极光敏高分子化学是高分子化学与光化学两个极为为重要的重要的学科交叉的学科交叉的产产物。光化学是指在光作用下物。光化学是指在光作用下发发生的化学生的化学变变化。光化学反化。光化学反应应的重要特点在于它的的重要特点在于它的选择选择性,反性,反应应物分物分子只有吸收特定的波子只有吸收特定的波长长的光才能的光才能发发生反生反应应。一般化学反一般化学反应应的反的反应应物要通物要通过过一个能量一个能量较较高的高的过过渡状渡状态态再生成再生成产产物(如爬山),与此不同,光化学反物(如爬山),与此不同,光化学反应应的反的反应应物好像是物好像是处处于于颠颠峰上的物峰上的物质质,它
5、的反,它的反应应意味着意味着选择选择下山下山的路的路线线。与光化学关系与光化学关系较为较为密切的是紫外光,因密切的是紫外光,因为为阳光中紫外阳光中紫外线线的含量的含量较较少。少。光电转化高分子材料光电转化高分子材料聚合物太阳能电池聚合物太阳能电池内容研究背景太阳能电池相关原理设想研究背景研究背景能源能源问题问题是人是人类类面面临临的最的最现实问题现实问题。它不。它不仅仅仅仅表表现现在常在常规规能源的不足,更重要的是化石能源的不足,更重要的是化石能源的开能源的开发发利用利用带带来的来的诸诸多多环环境境问题问题。目前。目前全球全球热热点点问题问题是如何迎接在能源短缺和是如何迎接在能源短缺和环环境境
6、保保护护双重制双重制约约条件下条件下实现经济实现经济和社会可持和社会可持续续发发展的重大挑展的重大挑战战。太阳能是可再生能源,是真正意太阳能是可再生能源,是真正意义义上的上的环环保保洁净洁净能源,其开能源,其开发发利用必将得到利用必将得到长长足的足的发发展,展,并并终终将成将成为为世界能源世界能源结结构中的主构中的主导导能源。太能源。太阳能的开阳能的开发发利用必将得到利用必将得到长长足的足的发发展,并展,并终终将成将成为为世界能源世界能源结结构中的主构中的主导导能源。能源。太阳能太阳能电电池分池分类类传统传统传统传统太阳能太阳能太阳能太阳能电电电电池池池池:晶体硅太阳能电池晶体硅太阳能电池 非
7、晶硅太阳能非晶硅太阳能电电池池 化合物半化合物半导导体太阳能体太阳能电电池池 纳纳米晶化学太阳能米晶化学太阳能电电池池有机有机有机有机 聚合物太阳能聚合物太阳能聚合物太阳能聚合物太阳能电电电电池池池池 光光电转换电转换材料是一种能将光通材料是一种能将光通过过一定的物理或化学方法一定的物理或化学方法变变成成电电能的功能材料,是材料科学研究能的功能材料,是材料科学研究领领域的一个域的一个热热点。点。光光电转换电转换材料最重要的用途是制作太阳能材料最重要的用途是制作太阳能电电池。池。硅太阳能硅太阳能硅太阳能硅太阳能电电电电池池池池 成本昂成本昂贵贵、工、工艺艺复复杂杂、材料要求苛刻。、材料要求苛刻。
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