基于小分子PAS修饰的SnO2阴极界面层材料的器件及性能研究

来源 :第八届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Final_believe
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  与台湾交通大学许千树课题组共同开发新型小分子PAS[1].在本研究中,利用UV-vis测试SnO2、PAS和SnO2∶PAS薄膜的紫外-可见吸收光谱和透射光谱(如图1).图1(a)为通过密度泛函理论(DFT)计算的PAS的最优构象以及LUMO和HOMO能级的电子云分布,可以看出在小于300 nm处的特征吸收是由磺酸基到吡啶环的n-π*跃迁引起的.在300-350 nm范围内尾端的吸收是由于极化跃迁引起的,这是电解质类分子的典型自掺杂现象,说明PAS的共轭电解质的骨架上存在极化子.由透射谱图可以看出,使用PAS掺杂SnO2不仅不会影响SnO2的透光性,而且会增加太阳光的透过,可以保证活性层对太阳光的吸收.选用SnO2和PAS作为参照与最优掺杂比例的SnO2∶PAS进行比较,测得的J-V图与EQE谱图如图2所示.可以看出SnO2作为电子传输层的器件的JSC VOC、FF和PCE分别为25.86 mA/cm2、0.815V、69.84%和14.72%.PAS本身作为电子传输层的器件PCE相较于SnO2的略有降低.而当将PAS微量掺杂于SnO2中时,器件的JSC、VOC和FF分别提高至26.17 mA/cm2、0.845V和71.47%,最终获得了15.81%的PCE.其中VOC的提升可以归功于掺杂PAS对能级的有效调控,JSC的提高可能是PAS对SnO2表面缺陷改善的结果.除此之外,本文还利用循环伏安曲线、电子迁移率、原子力显微镜等方法对阴极界面材料做了进一步的表征.
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