三組分活性材料構(gòu)成的有機(jī)異質(zhì)結(jié)光伏電池研究.pdf

1、有機(jī)聚合物光伏電池以其其質(zhì)量輕，易制備成柔性器件，價格低等優(yōu)點(diǎn)而引起了廣泛關(guān)注。近年來在器件的性能方面也取得了很大的改進(jìn)，基于本體異質(zhì)結(jié)(BHJ)結(jié)構(gòu)的器件的能量轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到了5-6％。然而通常的BHJ結(jié)構(gòu)中，給體高分子與受體材料之間不能夠從空間上分離開來而使電荷二次聚集程度較高，這導(dǎo)致激子分離效率非常低(<10％)，而大大影響了器件性能的提高。 本文設(shè)計(jì)了具有三組分活性層的BHJ有機(jī)光伏電池，有效的抑制了電荷的二次聚集，大

2、大提高了器件的性能。這種三組分活性層包含給體高分子材料，受體材料，和空穴傳輸材料?？昭▊鬏敳牧暇哂邢鄬τ诮o體高分子材料較低的電子最高占據(jù)軌道(HOMO)。這三種材料具有相互匹配的能級和良好的分相結(jié)構(gòu)。其中，給體高分子材料占主要組分，是最主要的基體材料，受體材料和空穴傳輸材料占次要組分。由于這三種材料在熱力學(xué)上的不相容性，它們彼此獨(dú)立成相。受體材料和空穴傳輸材料分散在給體高分子相中，在空間上彼此分隔。這就形成一種有利于電荷傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)。電子

3、受體材料作為電子的傳輸路徑，而由于空穴傳輸材料具有比給體高分子材料較低的HOMO能級而作為空穴的傳輸路徑。因此電子和空穴在空間上的傳輸路徑有效的分離開來。這在很大程度上抑制了電荷的二次聚集，從而較好地提高了光伏器件的性能。本文基于PPE/PVK/C60，PPE/TPD/C60，和PPE/TPD/SWNTs三種三組分活性層制備了三組分BHJ有機(jī)光伏電池，比相對應(yīng)的基于PPE/C60，PPE/C60，和PPE/SWNTs的雙組分BHJ有機(jī)光