柔性有機(jī)太陽能電池的制備及性能.pdf

1、有機(jī)聚合物太陽能電池相對于傳統(tǒng)的無機(jī)太陽能電池具有制備成本低廉、機(jī)械柔性好、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。目前有機(jī)太陽能電池在轉(zhuǎn)換效率、電池的穩(wěn)定性方面仍存在許多關(guān)鍵問題需要解決。柔性襯底代替剛性襯底給器件的制備帶來了許多新的問題。例如，器件不經(jīng)過退火處理制備得到的活性層的形貌很難滿足載流子有效分離的要求;在剛性襯底上很容易實(shí)現(xiàn)的熱處理、溶劑處理及后處理等提高器件性能的手段在柔性器件上并不適用。本文針對上述柔性器件制備中所存在的問題進(jìn)行了有益的嘗試，具

2、體工作如下:
　　 1.研究了以1，2，4-三氯苯(124-TCB)為溶劑的基于P3HT: PCBM體系本體異質(zhì)結(jié)太陽能電池的性能。并與以鄰二氯苯(OBCB)為溶劑的器件性能進(jìn)行了對比?？疾炝颂砑觿?，3，5-三氯苯(135-TCB)對光伏器件的性能及穩(wěn)定的影響。以鄰二氯苯作為溶劑的器件的開路電壓(Voc)為0.52V，短路電流密度(Jsc)為10.8mA/cm2，填充因子(FF)為35.4％，光電轉(zhuǎn)換效率(PCE)為1.99％

3、。以124-TCB為溶劑的器件在制備過程中活性層不需要熱處理。在AMl.5G模擬太陽光強(qiáng)為100 mW/cm2時，器件的Voc為0.53V，Jsc為7.02mA/cm2，F(xiàn)F為56.7％，PCE為2.11％。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步添加12mg/mL的135-TCB添加劑可以使得器件性能得以進(jìn)一步提升。器件的Voc為0.60V，Jsc為9.07mA/cm2，F(xiàn)F為55.7％，PCE為3.03％。從加熱老化衰減圖中可以看出加入添加劑使得器件的穩(wěn)定

4、性也進(jìn)一步得到增強(qiáng)。
　　 2.研究了不同紫外線(UV)照射強(qiáng)度和處理時間對聚（3，4-乙撐二氧噻吩）∶聚（苯乙烯磺酸）(PEDOT∶PSS)薄膜的影響?？疾炝似鋵3HT∶ PCBM體系太陽能電池的性能和穩(wěn)定性的影響。利用紫外-可見(UV-VIS)光譜、X-射線光電子能譜(XPS)、接觸角、原子力顯微鏡(AFM)和開爾文探針(Kelvin Probe)對UV處理過的PEDOT∶PSS薄膜進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:經(jīng)過UV處理過的P

5、EDOT∶PSS薄膜可以明顯提高器件的光電性能和穩(wěn)定性。在功率密度為1200 uW/cm2處理50分鐘的條件下得到最佳的器件性能。與未處理的對比器件相比（Voc為0.57V，Jsc為9.25mA/cm2，F(xiàn)F為46.9％，PCE為2.43％），最佳器件性能達(dá)到Voc為0.59V，Jsc為12.3mA/cm2，F(xiàn)F為51％，PCE為3.64％，分別增加了33％，3.5％，8.7％和50％。器件的穩(wěn)定性提高了2.5倍。器件的性能和穩(wěn)定性的提