新型阴极缓冲层对聚合物太阳能电池性能的影响

【摘要】：研究了引入有机小分子尿素(urea)作为阴极缓冲层的以P3HT∶PCBM为活性层的体异质结聚合物太阳能电池(BHJ-PSCs)。通过溶液旋涂法制备尿素层,并且以不同的旋涂速度得到不同厚度的尿素。在模拟的标准太阳光(100 m W/cm2)照射下,以3000 r/min的转速旋涂尿素得到的器件取得了9.15 m A/cm2的短路电流密度,此时对应的能量转换效率较不加尿素层时的效率提高了20%,由2.8%增加到3.36%。原子力显微镜的测试表明,尿素层的引入改善了有机层和Al电极的接触。暗态J-V曲线的研究以及外量子效率的分析说明尿素层的引入抑制了载流子的复合,促进了载流子的传输与收集。尿素分子中氧原子上的孤对电子和Al发生强烈的化学反应,有效保护了活性层免受蒸镀的Al原子因注入带来的破坏,这种保护行为减少了载流子的复合,提高了器件的性能。 【作者单位】： 河北省光电信息材料重点实验室;河北大学物理科学与技术学院;
【关键词】： 聚合物 太阳能电池 尿素 缓冲层 孤对电子
【基金】：河北省自然科学基金(F2012201089,A2011201008) 河北省应用基础研究计划(14964306D) 河北省教育厅重点项目(ZH2011205,ZD20131089)
【分类号】：TM914.4
【正文快照】： (Received 20 August 2014,accepted 31 October 2014)1引言伴随着全球能源的逐渐枯竭和环境的日益恶化,有机太阳能电池由于在作为可大面积生产低廉的柔性光电转换器件上表现出巨大的潜力而备受关注[1,2]。为了进一步提高它的光电转换效率以开发应用潜力,基于P3HT∶PCBM并且引

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