高稳定性反型聚合物/富勒烯有机太阳能电池光伏器件

【摘要】：与传统的有机异质结太阳能电池相比,反型有机太阳能电池最大的优势在于其具有较高的稳定性,在空气中的储存寿命一般比传统电池提高5-10倍.反型电池采用高功函数的金属作为阳极,使用低功函数的半透明金属氧化物作为阴极,避免了传统电池使用低功函数金属作为电极和采用PEDOT:PSSA作为电极修饰层所带来的不稳定性的缺点.论文重点在于讨论反型器件的结构设计和优化.将窄能隙给体聚合物材料与高LUMO能级的富勒烯受体进行匹配,引入低功函数的金属、金属氧化物的纳米棒或纳米晶体或者两者的复合膜和亲水性的共轭聚合物修饰阴极;采用金属氧化物V2O5和MoOx作为阳极修饰层并进行反型光伏器件制作,辅以退火工艺来优化器件,对于各种修饰层对于电极的影响将进行较深入的研究,重点在于揭示其有机半导体物理的内部规律和本质,讨论其对于器件的效率和稳定性的影响机制,期望得到一个比较合理而又令人信服的解释,有望获得高稳定性和高效率的光伏器件.这对于有机光伏电池接近商业化的门槛具有重大的现实意义,同时对于进一步丰富有机半导体理论具有一定的指导意义. 【作者单位】： 曲阜师范大学物理工程学院;中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室;
【关键词】： 本体异质结 聚合物 富勒烯 能量转换效率 反型电池
【基金】：国家自然科学基金面上项目(61177031) 曲阜师范大学科研基金资助校级项目(XJ0731,XJZ200812)
【分类号】：TM914.4
【正文快照】： 1引言2011年5月,美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)最新认证的有机太阳能电池最高能量转换效率(power conversion efficiency PCE)达到了8.3%[1],接近了实用化的门槛.在聚合物太阳能电池研究领域中,使用共轭聚合物作为电子给体富勒烯及其衍生物作为电子受体的聚合物/富勒

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