活性层厚度对体异质结聚合物太阳能电池性能的影响

【摘要】：制备了MEH-PPV(poly[2-methoxy-5-(2′-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene])和PCBM(1-(3-mehyloxycarbonyl)propy1-phenyl[6,6]C61)共混体系的聚合物太阳能电池。通过改变MEH-PPV∶PCBM(质量比为1∶4)混合溶液的浓度及旋涂时的转速来改变活性层的厚度,研究了器件性能随活性层厚度的变化。当旋涂速率小于4 000 r.min-1时随着厚度的减小,开路电压没有明显的变化,基本在0.8 V左右,但短路电流呈现单调上升的趋势,填充因子略有下降。当旋涂速率大于5 000 r.min-1时,开路电压和短路电流都开始下降。其中,开路电压从5 000 r.min-1时的0.78 V下降到8 000 r.min-1时的0.67 V,短路电流更是从5 000 r.min-1时的3.96 mA.cm-2下降到8 000 r.min-1时的1.76 mA.cm-2。短路电流受光吸收和载流子传输两方面的共同影响,而活性层厚度的变化使得这两方面的影响产生相悖的效果。活性层越厚,光生激子数越多,但同时内建电场变弱,而且激子解离后得到的载流子传输到相应电极的距离越长,载流子被电极收集的概率减小。开路电压的降低则源于激子在MEH-PPV和PCBM与相应电极界面处解离比重的增加。 【作者单位】： 北京交通大学发光与光信息技术教育部重点实验室;
【关键词】： 聚合物太阳能电池 有机电子学 激子解离
【基金】：国家自然科学基金项目(60978060,10804006,10974013,10774013) 教育部博士点基金项目(20090009110027,20070004024) 博士点新教师基金项目(20070004031) 北京市科技新星计划项目(2007A024) 北京市自然科学基金项目(1102028) 国家杰出青年科学基金项目(60825407) 北京市科委项目(D090803044009001)资助
【分类号】：TM914.4
【正文快照】： 引言有机聚合物太阳能电池由于具有成本低、重量轻、可制成柔性器件以及易于大面积生产等优点,已经受到了越来越广泛的关注[1]。1995年,Yu等[2]制备了MEH-PPV和C60(或PCBM)共混体系的太阳能电池,大大增加了给体和受体的接触界面,而且可以形成良好的互穿网络结构,有效地提高了

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