氧化釩薄膜的新型合成及在聚合物太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用.pdf

1、氧化釩(VOx)具有廉價(jià)，高穩(wěn)定性，良好的光學(xué)活性和電學(xué)活性等特點(diǎn)，是富有潛力的金屬氧化物材料。同時(shí)，VOx能級(jí)范圍寬廣，易制備，制成薄膜后具有高透過(guò)率。以上種種優(yōu)點(diǎn)使得VOx作為空穴傳輸層(HTL)應(yīng)用時(shí)，制備得到的聚合物太陽(yáng)能電池(PSCs)歐姆接觸較好。更重要的是，作為過(guò)渡有機(jī)金屬氧化物，VOx最令人矚目的一個(gè)特點(diǎn)就是，僅僅通過(guò)簡(jiǎn)單的低溫溶液制備方法就可以制成薄膜。不同方法制備出的VOx具有不同的化學(xué)成分，結(jié)果展現(xiàn)出不同的光學(xué)活性

2、和電學(xué)活性，這使其具備十分重要的研究意義和研究?jī)r(jià)值。
　　在本論文中，我們展示了一種溫和、無(wú)害的制備水合氧化釩(VOx·nH2O)層的方法。該VOx·nH2O層可作為 HTL制備成表現(xiàn)優(yōu)良的聚合物太陽(yáng)能電池。這種VOx·nH2O層是在VOx層上通過(guò)H2O2和紫外臭氧(UVO)聯(lián)合處理原位制備成的。合成的VOx·nH2O層的功函(WF)為5.0eV，透過(guò)率較高，相對(duì)傳統(tǒng)方法制備(UVO或者熱退火)的VOx層具有更好的表面性質(zhì)。采用V

3、Ox·nH2O層作為HTL應(yīng)用在基于聚乙基己基噻吩:[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯(PTB7-th:PC71BM)體系的PSC中，可得到高達(dá)8.11%的能量轉(zhuǎn)換效率(PCE)，勝過(guò)VOx層的器件和傳統(tǒng)的PEDOT-PSS修飾層(通過(guò)UVO方法制備的器件PCE為6.79%；通過(guò)熱退火方法制備的器件PCE為6.10%；PEDOT-PSS作為HTL的器件PCE為7.67%)。提高的PCE是由于短路電流(JSC)和填充因子(FF)的增加而導(dǎo)

4、致的。而這兩者增加的主要原因是，采用VOx·nH2O層作為HTL時(shí)，ITO/HTL和活性層之間的表面接觸大大改善了。同時(shí)，在聚3-己基噻吩:[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(P3HT:PC61BM)體系制備出的PSC體系中，器件的PCE也有類(lèi)似的提升。另外，VOx·nH2O層作為HTL應(yīng)用在PSC中比PEDOT:PSS層具有更高的穩(wěn)定性。因此，這個(gè)用簡(jiǎn)單的原位合成法就可以制備出的VOx·nH2O層是一種富有潛力的HTL，可以制備出低成