利用界面修飾提高聚合物太陽能電池性能的探索.pdf

1、合適的器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對有機(jī)太陽能電池性能的提高有著很大作用。本論文運(yùn)用真空鍍膜技術(shù)和旋涂制膜技術(shù),制作了以傳統(tǒng)的poly(3-hexylthiophene)(P3HT):[6,6]-phenyl C61 butyric acid methyl ester(PCBM)為活性層的有機(jī)太陽能電池器件,利用有機(jī)小分子材料Liq對器件的陰極進(jìn)行修飾和酞菁類材料CuPc和AlPcCl對器件的陽極、陰極進(jìn)行界面修飾,研究了器件的電流-電壓特性及其性能改

2、變機(jī)理,并得出以下結(jié)果:
　　 1.Liq薄層修飾Al陰極較大地提高了器件的開路電壓,同時(shí)提高了器件的填充因子和能量轉(zhuǎn)換效率。分析認(rèn)為,將Liq薄層引入P3HT:PCBM/Al界面,Liq與Al發(fā)生化學(xué)反應(yīng),在Liq與P3HT:PCBM之間產(chǎn)生偶極層,Al電極與活性層界面接近歐姆接觸,提高電子導(dǎo)出,從而提高了器件效率。
　　 2.將CuPc薄層引入器件對電極進(jìn)行修飾,器件效率有所提高。分析表明,CuPc薄層引入陽極,降低

3、了器件的串聯(lián)電阻,提高了并聯(lián)電阻,降低了界面勢壘,有利于空穴傳輸,從而提高了器件效率；CuPc薄層引入陰極,使得陰極與活性層的接觸電阻減小,提高了器件的填充因子,從而提高器件性能。
　　 3.引入AlPcCl薄層修飾器件陽極,器件性能明顯下降。分析認(rèn)為,AlPcCl的HOMO能級過低,再加上載流子在AlPcCl中的擴(kuò)散長度較短,阻礙了空穴向陽極的傳輸,從而影響了器件的效率。引入AlPcCl修飾陰極時(shí),器件的短路電流和效率有所提高