退火气压对于P3HT∶PCBM微观形貌及光伏性能的影响

【摘要】：通过精确设定不同的退火环境气压,实现对P3HT(Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl)与PCBM([6,6]-Phenyl C61butyric acid methyl ester)体系中聚噻吩结晶度以及共混相分离程度的控制,并在此基础上制备了结构为ITO/PEDOT∶PSS/P3HT∶PCBM/Al的正型光伏器件。在允许的压强设定范围内,器件各项性能参数均随退火环境压强的增大表现出先升高后下降的变化规律,并统一于气压设定为1 500mTorr时获得最大值。从活性层的紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱中发现P3HT在510nm吸收峰以及550和600nm肩峰附近的吸收强度随退火气压升高而增大,在气压为1 500mTorr时达到最高,吸收强度的提升源于聚合物分子π—π堆叠的增加。原子力显微镜(AFM)进一步分析结果表明,高气压环境(1 000mTorr)能够促进P3HT∶PCBM共混组分在退火过程中形成较大程度的相分离,而当环境压强合适时(1 500mTorr)适度的相分离利于聚合物形成良好有序结晶,从而能够提升活性层内部载流子传输能力,保证较高的短路电流与填充因子,制备的器件也因此表现出良好的光伏性能,光电转化效率达到3.56%。 【作者单位】： 北京理工大学光电学院;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 退火压强 相分离
【基金】：国家自然科学基金项目(10904002) 教育部留学回国基金项目(20110432001) 北京理工大学校优秀青年教师计划项目(2009Y0408)资助
【分类号】：TM914.4
【正文快照】： 引言聚合物太阳能电池(PSC)由于其成本低、无污染、可实现柔性以及易量产等优点成为解决能源危机的热点研究问题之一[1]。在当下报道的众多聚合物光伏材料中,以共轭聚噻吩P3HT作为给体,富勒烯衍生物PCBM作受体的共混体系是近十年PSC研究发展中最具代表的组合之一[2]。在P3HT∶

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