陰極修飾層溶劑對(duì)反型聚合物太陽(yáng)能電池性能的影響.pdf

1、由于聚合物太陽(yáng)能電池有制備工藝簡(jiǎn)單、制造成本低廉、柔性好、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，倍受?chē)?guó)內(nèi)外研究小組的關(guān)注。目前這類(lèi)器件的光電轉(zhuǎn)換效率比較低、制備工藝還不成熟、壽命短使其還不能商業(yè)化。影響器件性能的有諸多因素，其中溶劑的作用是不可忽視的。在本論文中，我們分別制備了以乙氧基-聚乙烯亞胺(PEIE)、聚乙烯亞胺(PEI)、Cs2CO3作為反型太陽(yáng)能電池陰極修飾層的器件，器件結(jié)構(gòu)為ITO/PEIE(PEI、Cs2CO3)/P3HT∶PCBM/Ag，并分

2、別對(duì)器件的這三種不同的陰極修飾層的溶劑效應(yīng)做出了研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　研究了乙氧基化聚乙烯亞胺(PEIE)作為反型太陽(yáng)能電池陰極修飾層，其溶劑的選擇對(duì)器件性能的影響。我們選擇蒸餾水(DW)、異丙醇(IPA)、乙二醇甲醚(MEA)和乙氧基乙醇(EEA)作為PEIE的稀釋溶劑來(lái)制備器件，并通過(guò)瞬態(tài)光電流的測(cè)量和低頻電容-電壓(C-V)曲線的測(cè)量分析了器件在ITO和PEIE修飾層之間的電荷積累程度和電極電荷收集效率，同時(shí)對(duì)不同溶

3、液制成的PEIE層做了表面形貌分析。結(jié)果表明，MEA器件的光電轉(zhuǎn)換效率(PCE)達(dá)到3.61％，相對(duì)于DW器件(2.66％)提高24％，對(duì)于PEIE層選擇不同的溶劑將導(dǎo)致表面形貌的差異，并影響器件界面的電荷積累程度，進(jìn)而影響器件性能。
　　同樣選用這四種溶劑的情況下，我們研究了聚乙烯亞胺(PEI)作為反型器件修飾層的，其溶劑的不同對(duì)器件性能的影響。通過(guò)對(duì)器件的I-V曲線隨各PEI溶液濃度變化而變化的規(guī)律的分析，發(fā)現(xiàn)PEI與PEIE

4、具有極為相似的規(guī)律。
　　我們選擇這四種溶劑來(lái)制備Cs2CO3修飾層，研究其修飾層溶劑的不同對(duì)反型器件性能的影響。Cs2CO3不同于有機(jī)聚合物，它在ITO表面不能成為一個(gè)連續(xù)薄膜，溶劑對(duì)它的作用機(jī)理也有所不同。Cs2CO3在溶劑的溶解度影響其在ITO表面的分布，高溶解度可以使得Cs2CO3可以使分布均勻，降低陰極界面缺陷密度，得到相對(duì)比較好的器件。實(shí)驗(yàn)顯示DW器件的光電轉(zhuǎn)換效率為2.96％，而IPA器件只有2.56％相對(duì)于DW器件