籠型倍半硅氧烷雜化納米粒子作為陰極緩沖層應用于有機太陽能電池的研究.pdf

1、與無機太陽能電池相比,有機太陽能電池具有造價低廉,制備方便,可應用在柔性基底上等優(yōu)點,受到了越來越多的關注。目前,基于共軛聚合物給體和富勒烯衍生物受體的有機太陽能電池光電轉換效率已經超過了10％。但是,相比于傳統(tǒng)的無機太陽能電池,有機太陽能電池的光電轉換效率還是較低的,這也極大的影響了其商業(yè)化應用和發(fā)展。因此,如何提高有機太陽能電池的效率依然值得人們研究。
　　籠型倍半硅氧烷(POSS)是一種典型的納米尺寸級別的有機無機雜化材料。

2、其內核是類似于 SiO2的剛性核,而外圍則是有機基團。聚環(huán)氧乙烷-聚倍半硅氧烷(POSS-PEO)具有表面能低,易遷移的特點。POSS-PEO結構也曾被應用在鋰離子電池中來提高鋰離子電池的性能。但是,將 POSS分子應用于太陽能電池尤其是陰極緩沖層的應用尚未有文獻報道。
　　本文通過添加溶液共混的方法將 POSS-PEO引入聚3-己基噻吩和[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(P3HT/PCBM)體系中,發(fā)現 POSS-PEO能遷移

3、到活性層的表面作為陰極緩沖層,進而提高太陽能電池的器件性能。當 POSS-PEO含量為3 wt%時,且經150 oC后退火處理10 min后,相應太陽能電池器件的效率達到最高值3.6%。而經熱退火處理的純 P3HT:PCBM體系的器件效率為2.8%。掃描電子顯微鏡和原子力顯微鏡的結果都表明,POSS-PEO分子會遷移至活性層的表面,當退火溫度為150 oC時,POSS-PEO分子能在活性層表面形成一層薄膜。而且,通過紫外光電子能譜結果發(fā)