PEDOT第十章第七节 PEDOT：PSS 在有机太阳能电池中的应用.pdf

10.7PEDOT：PSS 在有机太阳能电池中的应用 10.7.1引言 OSC OCS 有机太阳能电池 （ ），作为前瞻性技术在过去十年中受到广泛关注。 能够利用例如印 刷或真空升华的精密卷绕对位沉积技术来生产光伏元器件 [195,196,197]。 大量文献详细讲解了 OSC 的原理[198,199]。而且提出了各种类型的电池结构，其中主要的三 1 种是： （）本体异质结太阳能电池，其中电子供体和受体被均匀混合以共同形成功能层，例如聚 3- P3HT [6,6]- -C 61- PCBM （ 己基噻吩） （ ）作为供体，取代的富勒烯如 苯基 丁酸甲酯 （ ）作为 ; 2 3 受体 （）真空沉积小分子的多层器件；和 （）染料敏化纳米结构氧化物电池，例如表面附着染 料的纳米 TiO2。 10.36 P3HT PCBM PEDOT PSS OSC 图 示出了具有 ： 的有源层和 ： 的缓冲层的 的横截面以及 P3HT PCBM P3HT 相应的能级。 和 以相分离的互穿网络构成本体异质结。当光被 吸收时，形成 PCBM LUMO - P3HT/ PCBM PCBM 瞬态激发态。当电子转移到 的 时，这些电子 空穴对在 界面解离， LUMO P3HT.200 LUMO 1.1eV PCBM 的 的能量比 的 低约 。电子和空穴在器件的内部场中分别沿着 P3HT PEDOT PSS OSCs 位点前进到阴极和沿着 域前进到阳极。 ： 层已经用于 中并实现各种功能： 作为直接沉积在基底上的透明导电层 （图 10.37a）；作为沉积在有源层上的透明导电层 （图 10.37b）； TCO 10.37c 以及主要沉积在透明阳极 （通常为透明导电氧化物 （ ）层）和有源层 （图 ）之间的缓冲 层。 PEDOT PSS ： 还可以用作对电极上的涂层和作为形成其自己类别的有机光伏器件的染料敏化太 DSSC [201] 阳能电池 （ ）中的固态空穴导体 。 10.7.2PEDOT：PSS作为 OSCs 中的透明阳极 有机光伏器件的商业化成功的先决条件是：其器件加工成本显著低于传统的硅基太阳能电池的 器件加工成本。在 OSCs 中，由于 TCO必须通过缓慢工艺技术 （例如溅射）沉积，不能利用低成 232 本的印刷方法沉积。因此使用 TCO作为透明电极显着地提高了总体成本。从而促使了采用新材料 替代 TCO方法的开发。相关的详细讨论，请参见第 10.3节。 PEDOT PSS TCO 高导电性 ： 被认为是替代 最适合的聚合物，并且已经成功地涂覆在衬底上作 为透明底部电极 （图 10.37a）或作为透明顶部电极 （图 10.37b）引入 OSC 中。Arias 等在实验中证