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反型体异质结聚合物太阳能电池的研究

陶晨  
【摘要】: 由于重量轻、价格低、未来应用前景可观等优点,基于共轭聚合物和富勒烯体系的聚合物太阳能电池已经引起了人们极大的兴趣,能量转换效率已达到7.4%。在这些报道的电池中,PEDOT:PSS常被用作空穴传输层,防止电子漏电,提高空穴收集效率。但是,研究证明,PEDOT:PSS呈酸性,会腐蚀ITO电极,从而影响电池的稳定性。解决这个问题的一种方法就是将电池结构颠倒,用不易被氧化、高功函数的金属作为空穴收集电极,这样可以避免使用PEDOT:PSS。 制作了一种简单结构的反型聚合物太阳能电池,器件结构为ITO/nc-TiO_2/P3HT:PCBM/Metal。在这里,纳米晶TiO_2薄膜作为电子选择层,将会阻挡空穴从P3HT传递至ITO,从而可以避免电子空穴在ITO/P3HT:PCBM界面处复合。但是,对于上述结构的器件,采用各种金属电极,电池的性能普遍都比较低。在有源层与金属电极之间引入一层过渡金属氧化物,如MoO_3、WO_3,结果器件的性能得到大幅度的提高。 采用MoO_3(WO_3)/Ag/MoO_3(WO_3)复合膜作为透明电极,制备出半透明反型聚合物太阳能电池ITO/nc-TiO_2/P3HT:PCBM/MoO_3(WO_3)/Ag/MoO_3(WO_3)。必须强调一点的是,在此结构中,阳极缓冲层和增透膜属同一种材料,这将大大降低半透明电池制备工艺的复杂性。


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