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退火处理提高P3HT:PCBM聚合物太阳能电池光伏性能
引用本文:卓祖亮,张福俊,许晓伟,王健,卢丽芳,徐征.退火处理提高P3HT:PCBM聚合物太阳能电池光伏性能[J].物理化学学报,2011,27(4):875-880.
作者姓名:卓祖亮  张福俊  许晓伟  王健  卢丽芳  徐征
作者单位:Key Laboratory of Luminescence and Optical Information, Ministry of Education, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, P. R. China
基金项目:国家自然科学基金(10804006,60576016); 北京交通大学红果园人才计划;国家重点基础研究发展规划(973)(2010CB327704); 国家杰出青年基金(60825407); 北京市自然科学基金(1102028); 高等学校学科创新引智计划(B08002); 高等学校基本科研业务基金(2011JBM123)资助项目~~
摘    要:利用旋转涂膜方法制备了以P3HT:PCBM为有源层的聚合物太阳能电池, 器件结构为ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Al(氧化铟锡导电玻璃/聚二氧乙基噻吩:聚对苯乙烯磺酸/聚三已基噻酚:富勒烯衍生物/铝),研究了退火温度对聚合物太阳能电池性能的影响. 实验发现: 聚合物薄膜经过120 °C退火10 min处理后, 开路电压(Voc)达到0.64 V, 短路电流密度(Jsc)为10.25 mA·cm-2, 填充因子(FF) 38.1%, 光电转换效率(PCE)达到2.00%. 为了讨论其内在机制, 对不同退火条件下聚合物薄膜进行了各种表征. 从紫外-可见吸收光谱中发现, 退火处理使P3HT在可见光范围内吸收加强且吸收峰展宽, 特别是在560和610 nm处的吸收强度明显增大; X射线衍射(XRD)结果表明, 120 °C退火后P3HT在(100)晶面上的衍射强度是未退火薄膜的2.8倍, 有利于光生载流子的输运; 原子力显微镜(AFM)研究结果表明, 退火显著增大了P3HT与PCBM的相分离程度, 提高了激子解离的几率; 傅里叶变换红外(FTIR)光谱验证了退火并没有引起聚合物材料物性的变化.

关 键 词:聚合物太阳能电池  相分离  激子  光电转换效率  退火处理  
收稿时间:2010-12-13
修稿时间:2011-03-03

Photovoltaic Performance Improvement of P3HT:PCBM Polymer Solar Cells by Annealing Treatment
ZHUO Zu-Liang,ZHANG Fu-Jun,XU Xiao-Wei,WANG Jian,LU Li-Fang,XU Zheng.Photovoltaic Performance Improvement of P3HT:PCBM Polymer Solar Cells by Annealing Treatment[J].Acta Physico-Chimica Sinica,2011,27(4):875-880.
Authors:ZHUO Zu-Liang  ZHANG Fu-Jun  XU Xiao-Wei  WANG Jian  LU Li-Fang  XU Zheng
Institution:Key Laboratory of Luminescence and Optical Information, Ministry of Education, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, P. R. China
Abstract:Several polymer solar cells consisting of ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Al (indium tin oxide/ poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate)/poly(3-hexylthiophene):6,6]-phenyl C61-butyric acid methyl ester/aluminum cathode) were fabricated by spin coating. The influence of annealing temperature on the performance of the polymer solar cells was studied using absorption spectra, photoluminescence spectra, Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), and atomic force microscopy ...
Keywords:Polymer solar cells  Phase separation  Exciton  Power conversion efficiency  Annealing treatment  
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