【摘 要】
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有机太阳能电池使用有机材料作为吸光层,与硅基太阳能电池和无机半导体薄膜太阳能电池相比,它最适合做成柔性器件,在柔性和可穿戴光电设备中有着广泛的应用前景。柔性器件与刚性器件的主要区别之一是底部透明电极的机械特性,获得高性能柔性底部电极是提高柔性器件光伏性能的关键。近年来,尽管有机太阳能电池器件的能量转换效率提高迅速,但这些高效的小面积有机太阳能电池几乎都是使用基于对环境有害的卤化溶剂来旋涂制造的,很
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有机太阳能电池使用有机材料作为吸光层,与硅基太阳能电池和无机半导体薄膜太阳能电池相比,它最适合做成柔性器件,在柔性和可穿戴光电设备中有着广泛的应用前景。柔性器件与刚性器件的主要区别之一是底部透明电极的机械特性,获得高性能柔性底部电极是提高柔性器件光伏性能的关键。近年来,尽管有机太阳能电池器件的能量转换效率提高迅速,但这些高效的小面积有机太阳能电池几乎都是使用基于对环境有害的卤化溶剂来旋涂制造的,很难满足未来大规模产业化生产的要求。本论文提供了一种低成本、易加工的高性能柔性复合电极制备方法,适用于传统的含卤溶剂与非卤溶剂制备的活性层体系,获得了绿色高效柔性有机太阳能电池。主要研究内容如下:（1）利用高性能活性层体系PM6:Y6,从代表性阴极界面材料（PDIN,PDINO,Zn O,NDIN）中选出适用于高性能活性层体系的阴极界面材料（PDIN）。将PDIN与柔性电极PET/Ag NWs相结合,从Plasma时长、PDIN溶液浓度、旋涂转速、乙酸添加量、退火温度以及时长等方面对界面进行优化,改善了商业化PET/Ag NWs柔性电极的不足,获得了高性能的PET/Ag NWs/PDIN柔性复合电极,并结合不同高性能活性层体系制备柔性器件以探究柔性复合电极的普适性。（2）分别使用二甲苯和甲苯作为活性层溶剂,将给体聚合物PBDT-QW与小分子受体Y6进行共混,以此制备BHJ结构的刚性器件。通过对活性层形貌的优化,探究了PBDT-QW:Y6最佳优化工艺,获得了基于PBDT-QW:Y6体系的高性能有机太阳能电池,以二甲苯为活性层溶剂的器件展现了11.22%的高能量转换效率。该工作发现了一种基于非卤化溶剂的活性层体系,有利于有机太阳能电池产业化的发展。（3）将PET/Ag NWs/PDIN柔性复合电极与基于二甲苯溶剂的PBDT-QW:Y6活性层体系结合,制备器件结构为PET/Ag NWs/PDIN/PBDT-QW:Y6/Mo O3/Ag的柔性器件,获得了能量转换效率为7.35%的绿色高效柔性器件,并对其进行弯折测试,在弯曲半径为5 mm时,经过150次弯折后能量转换效率仍能保持在初始的70%以上。
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