退火处理提高P3HT:PCBM聚合物太阳能电池光伏性能

【摘要】：利用旋转涂膜方法制备了以P3HT:PCBM为有源层的聚合物太阳能电池,器件结构为ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Al(氧化铟锡导电玻璃/聚二氧乙基噻吩:聚对苯乙烯磺酸/聚三已基噻酚:富勒烯衍生物/铝),研究了退火温度对聚合物太阳能电池性能的影响.实验发现:聚合物薄膜经过120°C退火10min处理后,开路电压(Voc)达到0.64V,短路电流密度(Jsc)为10.25mA·cm-2,填充因子(FF)38.1%,光电转换效率(PCE)达到2.00%.为了讨论其内在机制,对不同退火条件下聚合物薄膜进行了各种表征.从紫外-可见吸收光谱中发现,退火处理使P3HT在可见光范围内吸收加强且吸收峰展宽,特别是在560和610nm处的吸收强度明显增大;X射线衍射(XRD)结果表明,120°C退火后P3HT在(100)晶面上的衍射强度是未退火薄膜的2.8倍,有利于光生载流子的输运;原子力显微镜(AFM)研究结果表明,退火显著增大了P3HT与PCBM的相分离程度,提高了激子解离的几率;傅里叶变换红外(FTIR)光谱验证了退火并没有引起聚合物材料物性的变化. 【作者单位】： 北京交通大学发光与光信息教育部重点实验室;
【关键词】： 聚合物太阳能电池 相分离 激子 光电转换效率 退火处理
【基金】：国家自然科学基金(10804006,60576016) 北京交通大学红果园人才计划;国家重点基础研究发展规划(973)(2010CB327704) 国家杰出青年基金(60825407) 北京市自然科学基金(1102028) 高等学校学科创新引智计划(B08002) 高等学校基本科研业务基金(2011JBM123)资助项目~~
【分类号】：TM914.4
【正文快照】： 1引言能源危机已成为人类生存及社会经济发展急需解决的重要问题,世界各国都在开发绿色环保的新能源.太阳能的开发和利用是人类解决能源危机的有效途径之一.硅基太阳能电池已有广泛的应用,但硅的提纯对环境是一个重污染过程.有机太阳能电池由于其成本低、无污染、可制备在柔

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