咪唑功能化富勒烯衍生物作为反式三元聚合物太阳能电池的自组装阴极界面层

详细信息    查看官网全文

• 论文作者：李丹 ; 刘清 ; 甄杰明 ; 方志敏 ; 陈翔 ; 杨上峰
• 年：2017
• 作者机构：中国科学技术大学材料科学与工程系,中国科学院能量转换材料重点实验室,合肥微尺度物质科学国家实验室,量子信息与量子科技前沿协同创新中心;
• 论文关键词：三元聚合物太阳能电池 ; 阴极界面层 ; 富勒烯衍生物 ; 自组装
• 会议召开时间：2017-05-27
• 会议录名称：第四届新型太阳能电池学术研讨会论文集
• 英文会议录名称：Abstract Book of the 4th Conference on New Generation Solar Cells
• 语种：中文
• 分类号：TM914.4
• 学会代码：ZKYQ
• 会议名称：第四届新型太阳能电池学术研讨会
• 会议地点：中国北京
• 主办单位：中国可再生能源学会光化学专业委员会
• 学会名称：中国科学院物理研究所清洁能源实验室
• 页数：1
• 文件大小：815k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

近年来,聚合物太阳能电池因具有制备成本低、重量轻及可大面积柔性制备等优点而得到迅猛发展,其中三元聚合物太阳能电池因具有比二元体系更优异的光伏性能而受到广泛关注。目前,第三组分除了可以作为新的给体或受体材料,也可以作为自组装界面层。富勒烯类界面材料因其本身良好的电子亲和性及与富勒烯受体分子结构相似而表现出优异的兼容性等优势,被广泛应用于聚合物太阳能电池。然而,基于富勒烯衍生物的三元聚合物太阳能电池自组装界面层的报道并不多。在本工作中,我们合成了一种新型的咪唑功能化富勒烯衍生物C_(60)-IMZ,并将其引入到P3HT/PC_(61)BM体系中,构筑了三元共混体系。通过在ITO表面一步悬涂三元共混活性层溶液,制备出的反式三元共混器件效率达到3.4%,与无阴极缓冲层的二元器件效率(1.3%)相比,有显著提升。通过表征,C_(60)-IMZ不仅提高了器件的电子迁移率,增强了活性层在紫外可见光区的吸收,并且形成更粗糙的活性层表面以有利于活性层与Ag电极之间的界面接触。另外通过XPS深度分析,我们阐述了C_(60)-IMZ的作用机制,其可能通过自组装迁移到ITO表面,在ITO与活性层之间形成界面缓冲层,从而降低ITO的功函,有利于ITO与活性层之间电子传输。此外,C_(60)-IMZ作为自组装阴极缓冲材料的效果也在PTB7/PC_(71)BM体系中得到证实,器件效率从二元体系(2.6%)显著提升到5.3%。~([1])

引文

[1]Li,D.;Liu,Q.;Zhen,J.M.;Chen,X.;Fang,Z.M.;Yang,S.F.ACS Appl.Mater.Interfaces,2017,9,2720-2729.