【摘 要】
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Morphology optimization of the active layer is an essential way to improve the power conversion efficiency(PCE) of polymer solar cells(PSCs).The key factors for the active layer morphology are the lat
【机 构】
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Key Laboratory of Luminescence and Optical Information,Ministry of Education,Beijing Jiaotong Univer
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Morphology optimization of the active layer is an essential way to improve the power conversion efficiency(PCE) of polymer solar cells(PSCs).The key factors for the active layer morphology are the lateral phase separated morphology and the vertical phase separation.
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聚合物太阳能电池不仅具有共轭聚合物分子设计灵活、制作方法简单、生产成本低廉、能够制备大面积的柔性器件的优点，同时又具有迁移率高、化学稳定性好等优点，因而受到极大的关注。共轭聚合物PCDTBT由于具有较好的空气稳定性，较高的载流子迁移率和较低的HOMO能级等优点，而成为聚合物太阳能电池中具有代表性的一类给体材料，但由于吸收范围窄导致其光电流相对偏低。
聚合物/聚合物太阳能电池相对于聚合物/富勒烯太阳能电池具有易于溶液加工、在可见光部分吸收强、能级可调、形貌稳定等突出优点，因此，这类太阳能电池得到了广泛关注，成为重要的研究方向。本文中，我们利用中间带隙共聚物给体材料J51[1](分子结构件图1b)，与窄带隙n-型聚合物受体材料N2200[2](分子结构件图1b)实现了能量转换效率超过8％的全聚合物有机太阳能电池，为全聚合物太阳能电池迄今文献报道的
Non-fullerene acceptors have recently attracted tremendous interest due to their potential as alternatives to fullerene derivatives in bulk heterojunction organic solar cells.
Extensive efforts have been focused on the study of wide-band gap(WBG) polymers due to their important application in multiple junction and ternary blend organic solar cells.
刮刀涂布法是制备大面积有机光伏器件的简单高效,且与大规模卷对卷印刷技术相兼容的方法。我们采用这种技术制备了高效的基于PffBT4T材料的聚合太阳能电池(器件结构如图1a 所示)。在制备过程中我们发现利用刮刀技术,该活性层在常规的ZnO电子传输层上不能获得均匀的薄膜,器件性能重复性差,不利于制备大面积器件[1,2]。
发展多样化的给-受体(D-A)共聚物给体材料始终是研究者关注的焦点.为探究侧链氟原子以及硒吩骨架对于光电性能的影响,我们设计合成了一系列基于苯并二噻吩-噻吩并噻吩(BDTTT)的D-A共聚物,命名为PTB-F5,PTB-F9,PTB-F13,此外,将构筑共轭骨架常用的噻吩单元替换为硒吩,将其与双氟原子取代的苯并噻二唑(DFBT)连接,合成了共聚物PDFBT-T,PDFBT-S.
由于聚合物太阳能电池具有加工成本低、可大面积柔性制备等特点而受到大家的关注，它的活性层通常是由给体材料和受体材料所组成的体异质结结构。[1]从菲的化学结构来看，它具有平面的化学结构、稳定性好等特点。
小分子有机光伏材料因其结构确定、易于修饰、易于提纯的特性受到了广泛的关注，器件效率达到10％。我们以双巯基噻吩基取代的苯并二噻吩(BDT)单元为核，设计并合成了两种A-D-A型小分子供体材料，通过改变末端受体单元，研究了材料结构对光谱吸收、HOMO和LUMO能级、活性层形貌以及光伏表现的影响。
有机太阳能电池中的金属电极/活性层界面对载流子传输和复合等过程产生重大的影响，最终影响器件的性能。因此，界面结构调控是制备高性能有机太阳能电池的关键。利用瞬态光伏(TPV)、载流子提取法(CE)和同步辐射光电子能谱(SRPES)研究了有机太阳能电池中Ca/Al电极界面性质与器件性能之间的内在联系。
本文介绍一种通过多次扩散制备高效平面(FA,MA)PbI3钙钛矿太阳能电池的方法1-2.在此方法中,通过调节反应物浓度可以很好地控制钙钛矿薄膜的结晶和生长过程,因此可以获得含有大晶粒的致密且平滑的钙钛矿薄,在平面结构中获得了16.5％效率,其稳态效率为16.3％3.通过进一步优化FA与MA摩尔比,电池效率进一步提高到19.6％.