以醇溶性钛螯合物为阴极修饰层的高效聚合物太阳能电池

【摘要】：以醇溶性的钛螯合物乙酰丙酮氧钛(TOPD)为电子收集层,聚3-己基噻吩(P3HT)为电子给体,富勒烯衍生物(PC60BM或PC70BM)为电子受体,制备了高效本体异质结聚合物太阳电池。TOPD膜是通过旋涂TOPD异丙醇溶液,然后在空气中经60℃热退火15min得到。通过优化TOPD层厚度及器件制备工艺,显著提高了聚合物太阳能电池的短路电流。通过引入TOPD电子收集层,使基于P3HT:PC60BM活性层的太阳能电池在AM1.5G、100mW·cm-2的光照条件下光-电转换效率(PCE)由2.72%提高到3.65%。用PC70BM代替PC60BM,可以使电池的PCE进一步提高到3.96%。PCE的提升主要归结于TOPD的层的引入可以提高电子传输速率并且可以降低电池的串联电阻。除此之外,TOPD替代常用的低功率金属Ca作为阴极修饰材料,可以有效提高聚合物质太阳能电池器件的工作稳定性。 【作者单位】： 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室;华北电力大学能源安全与清洁利用北京市重点实验室;
【关键词】： 乙酰丙酮氧钛(TOPD) 聚合物太阳电池 电子收集层 溶液加工
【基金】：国家自然科学基金(51303052)资助项目
【分类号】：TM914.4
【正文快照】： 1引言聚合物太阳电池因为具有低成本、易加工、质量轻和可卷曲等优点,受到广泛关注。典型的聚合物太阳电池器件是将共轭聚合物电子给体和富勒烯衍生物电子受体的共混薄膜(活性层)夹在高功函透明阳极和低功函阴极之间。目前,高效聚合物太阳电池的光敏活性层多采用本体异质结结

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