基于P3HT∶PCBM体异质结有机太阳电池的光老化

使用聚-3已基噻吩(P3HT)和富勒烯衍生物(PCBM)作为给体和受体材料,并制备结构为ITO/PEDOT∶PSS/P3HT∶PCBM/Ca/Al有机太阳电池。采用自主搭建的光老化实验平台,一方面对有机太阳电池在空气氛围下的光老化性能进行深入地研究;另一方面忽略水和氧的影响,研究了在惰性气体的氛围下50 h的光老化实验。研究发现,相对于在惰性气体中光老化样品的开路电压没有变化,在空气中光老化样品的开路电压由0.63 V降低至0.58 V,这说明空气中水和氧对有机太阳电池性能有较大地影响;而在惰性气体下对有机太阳电池的实验表明,光老化后有机太阳电池的短路电流和能量转换效率显著降低,光电转换效率(IPCE)测试表明光老化后活性层光吸收能力也有明显地降低。扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)形貌研究揭示了其性能下降的主要原因,即光老化前后薄膜表面变化明显,方均根粗糙度明显变大是导致器件性能变差的主要原因。