基于改性PEDOT：PSS陽極修飾層的聚合物太陽能電池的研究.pdf

1、近年來研究顯示，聚合物太陽電池依靠其成本低、比重小、易加工、可柔性等眾多優(yōu)勢，成為了國內(nèi)外研究的熱點。經(jīng)過多年努力，有機聚合物太陽能電池在給受體材料、電池結(jié)構(gòu)及界面設(shè)計等方面都獲得了長足進(jìn)步，而且其實驗室光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到了10％左右。但是，有機聚合物太陽能電池的器件穩(wěn)定性一直沒有被很好解決，電池壽命低使其一直難以產(chǎn)業(yè)化。影響聚合物太陽能電池穩(wěn)定性的原因有空穴傳輸層PEDOT∶PSS對透明電極的腐蝕、PEDOT∶PSS的吸水易降解、低

2、功函電子注入層容易被氧化、給受體有機材料自身光照下衰減等等。本研究工作針對目前有機聚合物太陽能電池所面臨的問題，選擇合適的富磺酸根有機材料替代或摻雜改性PEDOT∶PSS陽極修飾層，大大提高了聚合物太陽能器件的壽命和效率。
　　PEDOT∶PSS是一種聚合物太陽能電池常用的空穴傳輸材料。但是，PEDOT∶PSS具有很強的酸性和吸水性，會直接影響電池器件的穩(wěn)定性。因此，本研究提出了采用采用磺化聚醚醚酮(SPEEK)、全氟磺酸(Naf

3、ion)等富磺酸根有機物對PEDOT∶PSS進(jìn)行替代或摻雜改性處理以改善聚合物太陽能電池性能的一系列方法。
　　采用磺化聚醚醚酮(SPEEK)、全氟磺酸(Nafion)作為聚合物太陽能電池的陽極修飾層，器件結(jié)構(gòu)采取標(biāo)準(zhǔn)的P3HT給體、PC60BM受體結(jié)構(gòu)，制備出了良好性能的有機聚合物太陽能電池。相比于采用PEDOT∶PSS為空穴傳輸層的器件，雖然器件效率有所降低，但是器件的穩(wěn)定性都得到了一定改善。在AM1.5G1000W/m2標(biāo)準(zhǔn)

4、光強下，SPEEK和Nafion，在基于P3HT給體、PC60BM受體體系的聚合太陽能電池下分別獲得了3.64％和4.01％的光電轉(zhuǎn)換效率。另外，Nafion在基于P3HT給體、PC60BM受體的反向結(jié)構(gòu)聚合物太陽能電池中也取得良好效果，得到3.70％的光電轉(zhuǎn)化效率。
　　采用Nafion對PEDOT∶PSS進(jìn)行摻雜改性處理，同樣采用標(biāo)準(zhǔn)P3HT給體、PC60BM受體器件結(jié)構(gòu)，制備出了不僅具備良好器件穩(wěn)定性，而且同時具備更高光電轉(zhuǎn)