籠型倍半硅氧烷雜化納米粒子作為陰極緩沖層應(yīng)用于有機太陽能電池的研究.pdf

1、與無機太陽能電池相比,有機太陽能電池具有造價低廉,制備方便,可應(yīng)用在柔性基底上等優(yōu)點,受到了越來越多的關(guān)注。目前,基于共軛聚合物給體和富勒烯衍生物受體的有機太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)超過了10％。但是,相比于傳統(tǒng)的無機太陽能電池,有機太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率還是較低的,這也極大的影響了其商業(yè)化應(yīng)用和發(fā)展。因此,如何提高有機太陽能電池的效率依然值得人們研究。
　　籠型倍半硅氧烷(POSS)是一種典型的納米尺寸級別的有機無機雜化材料。

2、其內(nèi)核是類似于 SiO2的剛性核,而外圍則是有機基團。聚環(huán)氧乙烷-聚倍半硅氧烷(POSS-PEO)具有表面能低,易遷移的特點。POSS-PEO結(jié)構(gòu)也曾被應(yīng)用在鋰離子電池中來提高鋰離子電池的性能。但是,將 POSS分子應(yīng)用于太陽能電池尤其是陰極緩沖層的應(yīng)用尚未有文獻報道。
　　本文通過添加溶液共混的方法將 POSS-PEO引入聚3-己基噻吩和[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(P3HT/PCBM)體系中,發(fā)現(xiàn) POSS-PEO能遷移

3、到活性層的表面作為陰極緩沖層,進而提高太陽能電池的器件性能。當(dāng) POSS-PEO含量為3 wt%時,且經(jīng)150 oC后退火處理10 min后,相應(yīng)太陽能電池器件的效率達到最高值3.6%。而經(jīng)熱退火處理的純 P3HT:PCBM體系的器件效率為2.8%。掃描電子顯微鏡和原子力顯微鏡的結(jié)果都表明,POSS-PEO分子會遷移至活性層的表面,當(dāng)退火溫度為150 oC時,POSS-PEO分子能在活性層表面形成一層薄膜。而且,通過紫外光電子能譜結(jié)果發(fā)