导电聚合物：
PA, PPy, PAn
发光聚合物：
PPV,PF,PPP, PT
光伏聚合物：
PT, PPV
H N
N H
S S
H N
H N
S
H N
R1
R2
聚乙炔（PA） Polyacethylene 聚吡咯（PPy） Polypyrrole
聚噻吩(PTh) 聚苯胺(PAn)
Polythiophene Polyaniline
统计数据显示：2010年我国的太阳能热水器年产 量为4900万平方米，太阳能的保有量为1.6亿平方 米。
国家对太阳能热水器产业的发展规划是：2015年 我国太阳能热水器的保有量达到 4亿平方米，太 阳能热水器的保有量在5年内翻一番。
2010年：节省煤炭0.12×1.6×108＝1920万吨
共轭聚合物和聚合物太 阳能电池介绍
未来五十年人类面临的十大挑战
1. ENERGY 2. WATER 3. FOOD 4. ENVIRONMENT 5. POVERTY 6. TERRORISM & WAR 7. DISEASE 8. EDUCATION 9. DEMOCRACY 10. POPULATION
导电聚合物的突出优点：
它不仅具有金属和无机半导体的电和光的性质，而且具 有有机聚合物的力学性能（柔韧性）和可加工性。
“Conducting polymers are remarkable in that they combine the electrical and optical properties of metals and inorganic semiconductors with the mechanical properties and processing advantages of organic polymers.”
以上数字来自网络
内容提要
1. 共轭聚合物简介 2. 共轭聚合物的应用领域 3. 太阳能电池简介 4. 有机聚合物太阳能电池简介 5. 有机太阳能材料与器件
导电聚合物的发现和发展历史
•1977年白川英树、MacDiarmid, Heeger等发现导电聚乙炔，开创了导电聚合物 的研究领域。[H. Hirakawa, et al., J. Chem. Soc., Chem. Comm. (1977) 579]
2050 ~ 10 Billion People
Slide from Richard Smalley 1996 Nobel Laureate in Chemistry
3
我国的太阳能分布
太阳能应用举例
最有效的节能减排应用实例
太阳能热水器
我国已成为太阳能热水器的年产量和保有量均居 世界首位。
克罗托等人之所以能够勾画出C60的分子结构，富勒的启示起了关键 性作用，因此他们一致建议，用Buckminster Fuller的姓名加上一个词 尾-ene来命名C60及其一系列碳原子簇，称为Buckminsterfullerene，简 称Fullerene，中译名为富勒烯。
常见共轭聚合物的分子链结构
等) • 场效应晶体管(FET)半导体材料(PTh衍生物）
共轭聚合物在聚合物光电子器件中的应用
聚合物材料的易加工性和柔性特征
可以在各种基底（包括柔性基底）上使用廉价的技术成 膜：
•旋转涂膜（spin coating） •喷墨打印（ink jet printing） •丝网印刷（screen printing）
聚对苯撑乙烯 Poly(p-phenylene
（PPV）
vinylene)
聚对苯（PPP） Poly(p-phenylene)
聚芴（PF） Polyfluorene
导电聚合物的应用
• 化学电源的电极材料 • 修饰电极和酶电极 • 电色显示 • 固体电容器 • 聚合物发光器件（LED&LEC,PPV和PF等） • 防静电和防腐蚀材料(聚苯胺等) • 微波吸收（隐身材料） • 聚合物光伏电池(PTh和PPV衍生物等) • PLED和PSC的ITO电极修饰层(PEDOT,PAn
•70年代末、80年代初，聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩等一系列导电聚合物相继发现， 掀起研究热潮。
•1990年英国剑桥大学发现PPV的电致发光现象和聚合物发光二极管（LED）， 激起广泛兴趣。[J.H. Burroughes, et al., Nature, 347(1990) 539]
•1991年，UCSB使用可溶性PPV衍生物制备出PLED,并大大提高了PLED的发光 量子效率,促进了PLED的实用化研究. [D. Braun, A. J. Heeger, Appl Phys Lett, 1991, 58,1982～1984.]
应用举例
• 应用方向：薄膜太 阳能电池，柔性显 示装置，有机薄膜 晶体管，有机存储 器件，……
---from Oct. 23, 1995, C&EN, p.69.
2000年Nobel化学奖
“rewarded for the discovery and development of
electrically conductive polymers”
Alan J. Heeger
A.G. MacDiarmid
白川英树 Haideki Shirakawa
1996年诺贝尔化学奖
美国的柯尔、史沫莱和英国的克罗脱
由于C60分子的形状和结构酷似英国式足球（soccer），所以又被形象 地称为Soccerene（同样带有词尾-ene），中译名为“足球烯”。
还有人用富勒的名字（Buckminster）的词头Buck来命名，称为 Buckyball，中译名为“布基球”。
1992年UNIAX公司制备出可溶性导 Nhomakorabea聚合物, 解决了导电聚合物的加工性难题, 为导电聚合物的大规模应用铺平了道路.[Y. Cao, et al., Synth. Met., 1992, 48, 91-97]
•1995年UCSB和UNIAX公司报道了聚合物／C60本体异质结光伏电池，开辟了共 轭聚合物太阳能电池的研究方向。[G. Yu, et al. Science, 1995, 270, 1789～1791.]