核能是核反应或者核跃迁时释放的能量。利用核反应堆中核裂变进行核能发电是利用核能的一个主要方式。利用核能发电来进行新能源的利用在全世界是比较普遍的现象。虽然核能发电具有不会造成空气污染，不会产生加重地球温室效应的二氧化碳以及具有运行成本低等优点，但是由于核能发电会产生高低阶放射性废料，核电厂设备还会产生放射性物质，对人体造成伤害。而且核能电厂的投资成本过高，不利于大范围的推广。

水是生活中常见的一种能源，对于水能源的利用需要根据地势来进行选择，“高山流水”这个成语是对水能源利用的一个贴切形容。由于水能源的开采与利用与地区的地理位置有着很大的关联，而全世界各区域的地理位置各有差异，这就导致水能源在全世界的分布极不均匀，促使它的发展与使用受到极大的限制。

风能是空气流动所产生的动能，从古文明开始人们就开始了对风能的利用，利用风能进行提水、灌溉以及利用风帆推动船舶前行等。现代对风能的利用主要是利用它进行风力发电，这一举措，对一些沿海岛屿，交通不便的边远山区，地广人稀的草原牧场等具有十分重要的意义。但是作为一种新型能源，风能在设备的发展与建设方面不成熟，而且地理位置的差异使得风能的发展受到严重限制。 

太阳能是所有生命的基石，地球上面的一切生命活动均与太阳能息息相关，太阳能也是地球储存非常丰富的能源之一。一天中地球被太阳辐射到的能量高达3。36×1028KJ，数据比人类一年之中对能源的需求还要多。虽然太阳能在地球之中的分布也存在着地理位置的差异，但是与风能、水能和核能等天然新型能源相比，它是分布最为均匀的一种新型能源，所受到的各种干扰也是最小的。因此，太阳能是新型能源之中最具有发展前景的可持续能源。

太阳能的利用有很多种途径，现太阳能电池在比较常见的一种方式是利用光能转换成电能。太阳能电池(solar cell)是实现太阳能发电的途径之一。太阳能电池可以将太阳能直接转化为电能，受到了前所未有的重视。其中，聚合物太阳能电池（PSC）因具有制备工艺简单、重量轻、成本低廉、柔性、可大面积制备、可实现连续生产等优点而成为近年来太阳能电池研究领域的热点。

有机太阳能电池的研究从上世纪50年代已经开始了，当时是开始研究蒽单晶光伏电池的制备，从此之后，对于有机太阳能电池研究得到发展，研究者们设计合成一系列的共轭聚合物，目前有机太阳能电池的效率已经超过了12%。经典的有机太阳能电池的结构是由阴极和阳极夹着由电子给体材料和电子受体材料共混的本体异质结的三明治结构（如图1-1所示）。这种本体异质结的渗透网络有两点优势：（1）使给体/受体界面上电子转移距离达到最短（其中电空穴对产生在光吸收层上），同时使体/受体界面达到最大化，确保激子分离形成最大的自由电势；（2）提供电荷传输路径促进电极上的电荷收集，完成从光能到电能的转变，即光伏效应。在完整的异质结太阳能电池中，活性层夹杂在透明的阳极（典型的氧化铟锡ITO）和金属阴极之间。此外，PEDOT:PSS薄膜层夹在ITO和活性层间用于改进其电触点，并调整能级[18]。

图1-1太阳能电池的经典结构论文网

有机光伏材料中的共轭有机材料一般具备三个特点：①具有比较高的光吸收系数；②吸收光谱相对而言比较窄；③带隙一般会随着有效共轭长度的增加而减小。虽然共轭有机光伏材料的光吸收系数比较高，但是有机材料本身的局限性导致对太阳光的吸收不理想。因此具有高的光吸收系数对器件的制备而言至关重要。共轭有机光伏材料的吸收光谱较窄，也导致能量转换效率不理想。因此设计合成合适的光伏材料，并对它们的基本物理化学性质和光伏性能进行研究，是至关必要的。