新型陰極緩沖層對聚合物太陽能電池性能的影響

【摘要】：研究了引入有機小分子尿素(urea)作為陰極緩沖層的以P3HT∶PCBM為活性層的體異質(zhì)結聚合物太陽能電池(BHJ-PSCs)。通過溶液旋涂法制備尿素層,并且以不同的旋涂速度得到不同厚度的尿素。在模擬的標準太陽光(100 m W/cm2)照射下,以3000 r/min的轉(zhuǎn)速旋涂尿素得到的器件取得了9.15 m A/cm2的短路電流密度,此時對應的能量轉(zhuǎn)換效率較不加尿素層時的效率提高了20%,由2.8%增加到3.36%。原子力顯微鏡的測試表明,尿素層的引入改善了有機層和Al電極的接觸。暗態(tài)J-V曲線的研究以及外量子效率的分析說明尿素層的引入抑制了載流子的復合,促進了載流子的傳輸與收集。尿素分子中氧原子上的孤對電子和Al發(fā)生強烈的化學反應,有效保護了活性層免受蒸鍍的Al原子因注入帶來的破壞,這種保護行為減少了載流子的復合,提高了器件的性能。 【作者單位】： 河北省光電信息材料重點實驗室;河北大學物理科學與技術學院;
【關鍵詞】： 聚合物 太陽能電池 尿素 緩沖層 孤對電子
【基金】：河北省自然科學基金(F2012201089,A2011201008) 河北省應用基礎研究計劃(14964306D) 河北省教育廳重點項目(ZH2011205,ZD20131089)
【分類號】：TM914.4
【正文快照】： (Received 20 August 2014,accepted 31 October 2014)1引言伴隨著全球能源的逐漸枯竭和環(huán)境的日益惡化,有機太陽能電池由于在作為可大面積生產(chǎn)低廉的柔性光電轉(zhuǎn)換器件上表現(xiàn)出巨大的潛力而備受關注[1,2]。為了進一步提高它的光電轉(zhuǎn)換效率以開發(fā)應用潛力,基于P3HT∶PCBM并且引

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