基于溶液加工電極界面材料的高效聚合物太陽(yáng)電池研究.pdf

1、在太陽(yáng)能的有效利用中，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能的太陽(yáng)電池是近些年來發(fā)展最快、最具活力的研究領(lǐng)域之一。聚合物太陽(yáng)電池由于在低成本和大面積生產(chǎn)方面的潛在優(yōu)勢(shì)而獲得了廣泛的關(guān)注。目前，聚合物太陽(yáng)電池的能量轉(zhuǎn)化效率的提高和器件穩(wěn)定性的改善成為主要研究?jī)?nèi)容。提升能量轉(zhuǎn)化效率和穩(wěn)定性的核心除了設(shè)計(jì)、合成高效率的光電活性層材料外，更需設(shè)計(jì)新型器件結(jié)構(gòu)。本文選擇了合適的醇溶性金屬?gòu)?fù)合物作為電極界面修飾層，用于提升聚合物太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)化效率和器件的穩(wěn)定性。具

2、體研究如下:
　　1、首次以乙酰丙酮鉻為前驅(qū)體，通過溶液加工的方法低溫?zé)嵬嘶鹛幚碇频肅rOx，并將其作為聚合物太陽(yáng)電池的陽(yáng)極修飾層。對(duì)比PEDOT∶PSS作為修飾層的傳統(tǒng)太陽(yáng)電池，CrOx作為陽(yáng)極修飾層的太陽(yáng)電池器件的漏電流減小，短路電流（Jsc）顯著增加。通過分析器件I-V曲線，CrOx陽(yáng)極修飾層可以減小串聯(lián)電阻(Rs)，并增加器件的并聯(lián)電阻（Rp）。在AM1.5G，100 mW/cm2模擬太陽(yáng)光照射下，基于P3HT∶PC60B

3、M活性層體系的太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到4.27％，基于P3HT∶IC60BA活性層體系的太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到6.55％，高于PEDOT∶PSS作為修飾層的傳統(tǒng)太陽(yáng)電池的效率。
　　2、我們以水合草酸鈮為前驅(qū)體，通過不同的后處理工藝可以調(diào)控修飾層的功函。通過測(cè)試分析，水合草酸鈮修飾層在經(jīng)過低溫?zé)嵬嘶鸷蚒VO處理之后轉(zhuǎn)化為具有較高功函的NbOx。以其作為陽(yáng)極修飾層時(shí)，基于P3HT∶PC60BM活性層體系的太陽(yáng)電池，在AM1.5G，10

4、0 mW/cm2模擬太陽(yáng)光照射下，轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到4.01％，相較于傳統(tǒng)太陽(yáng)電池PEDOT∶PSS作為修飾層時(shí)，經(jīng)過NbOx修飾后器件性能有一定提高。此外，草酸鈮本身是一種低功函金屬?gòu)?fù)合物，以其作為陰極修飾層時(shí)，基于P3HT∶PC60BM活性層體系的太陽(yáng)電池在AM1.5G,100 mW/cm2模擬太陽(yáng)光照射下轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到3.73％;最后，我們以NbOx為陽(yáng)極修飾層，以草酸鈮為陰極修飾層，以P3HT∶PC60BM為活性層，制備了兩修飾層均