可交联共轭聚合物光伏电池及其稳定性研讨.pdf

摘要 摘要 聚合物太阳能电池由于其重量轻、成本低、可溶液加工并可在柔性衬底上 大规模生产，而受到广泛关注。目前，聚合物太阳能电池的能量转换效率还相 对较低，器件的稳定性也不好，这在很大程度上限制了它的应用与发展。本文 通过合成不同的给体和受体材料，来研究分子的结构对活性层微观形貌以及光 伏器件性能的影响。主要内容如下： 本文首先设计合成了一种新型的稳定的光交联的含氰基联苯的侧链型液晶 聚噻吩电子给体材料聚{3．【6．(4’．氰基．联苯氧基)己基]噻吩基噻吩．a肛3-(6-溴己 成有序的微观形貌，同时使紫外吸收光谱发生红移并增加光致发光。把聚合物 与【6，6】．苯基．C61-丁酸甲酉匕(PCBM)复合薄膜进热处理之后，形成纳米尺寸的微观 wt．％)为活性层的体相异质结 相分离形貌。此外，制备了以PTcbpTT／PCBM(1：1 太阳能电池。与未处理的器件相比，在液晶态退火之后器件的光电转换效率从 0．5％增加到1．2％，它的短路电流和填充因子也明显增加，这是因为形成了利于 电荷传输的有序的微观通道。与未经过紫外光照的PTcbpTT／PCBM器件相比， 光交联后的器件在150oC的高温下加热两天仍然很稳定，这表明光交联结构可 以有效的抑制大面积的相分离。 然后，本文设计了利用乙烯基团功能化的窄带隙共聚物聚{4，8．双(2．乙基己 质结太阳能电池的热稳定性。通过紫外吸收光谱研究薄膜在有机溶剂中的不溶 解性，来证明分子的乙烯基团在热处理条件下发生交联反应。与不交联的异质 h 结和单交联的异质结相比，无论含不含PCBM的双交联异质结在150oC加热8 后仍然保持稳定的良好的微观形貌，有效的抑制了由富勒烯团聚而引起的大面 积的相分离现象。虽然单交联的PBDTTT-V／PCBD器件的稳定性比不交联的异 质结器件高，但是在150oC加热8 h后器件的能量转换效率降为初始效率的一半。 摘要 当，这表明利用含不饱和双键的给体和受体形成双交联是一种提高器件热稳定 性并且保持良好性能的有效方法。 关键词：聚合物太阳能电池；共轭聚合物；交联；微观形貌；稳定性 ABSTRACT ABSTRACT solarcellshaveattracted Polymer considerableattentionduetothe ligeht-weight， low-cost，solution and manufactureontheflexible processabilitylarge-area conversationofthe solar is cells substractes．Currently,thepower polymer relatively the isnotSO limitits and to low,and a stability good，whichapplication development extent．Inthis have defferentdonorand gre