三組分活性材料構(gòu)成的有機(jī)異質(zhì)結(jié)光伏電池研究.pdf

1、有機(jī)聚合物光伏電池以其其質(zhì)量輕，易制備成柔性器件，價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)而引起了廣泛關(guān)注。近年來(lái)在器件的性能方面也取得了很大的改進(jìn)，基于本體異質(zhì)結(jié)(BHJ)結(jié)構(gòu)的器件的能量轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到了5-6％。然而通常的BHJ結(jié)構(gòu)中，給體高分子與受體材料之間不能夠從空間上分離開來(lái)而使電荷二次聚集程度較高，這導(dǎo)致激子分離效率非常低(<10％)，而大大影響了器件性能的提高。 本文設(shè)計(jì)了具有三組分活性層的BHJ有機(jī)光伏電池，有效的抑制了電荷的二次聚集，大

2、大提高了器件的性能。這種三組分活性層包含給體高分子材料，受體材料，和空穴傳輸材料?？昭▊鬏敳牧暇哂邢鄬?duì)于給體高分子材料較低的電子最高占據(jù)軌道(HOMO)。這三種材料具有相互匹配的能級(jí)和良好的分相結(jié)構(gòu)。其中，給體高分子材料占主要組分，是最主要的基體材料，受體材料和空穴傳輸材料占次要組分。由于這三種材料在熱力學(xué)上的不相容性，它們彼此獨(dú)立成相。受體材料和空穴傳輸材料分散在給體高分子相中，在空間上彼此分隔。這就形成一種有利于電荷傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)。電子

3、受體材料作為電子的傳輸路徑，而由于空穴傳輸材料具有比給體高分子材料較低的HOMO能級(jí)而作為空穴的傳輸路徑。因此電子和空穴在空間上的傳輸路徑有效的分離開來(lái)。這在很大程度上抑制了電荷的二次聚集，從而較好地提高了光伏器件的性能。本文基于PPE/PVK/C60，PPE/TPD/C60，和PPE/TPD/SWNTs三種三組分活性層制備了三組分BHJ有機(jī)光伏電池，比相對(duì)應(yīng)的基于PPE/C60，PPE/C60，和PPE/SWNTs的雙組分BHJ有機(jī)光