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化学所制出迄今效率最高的反向结构聚合物太阳能电池

2012-04-01 11:11来源:中国科学院关键词:太阳能太阳能电池聚合物太阳能电池收藏点赞

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最近,在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下,化学研究所有机固体院重点实验室与高分子物理与化学国家重点实验室和华北电力大学合作,使用廉价、醇溶性钛螯合物TIPD修饰ITO电极作为负极,制备了反向结构聚合物太阳能电池(器件结构和相关材料的分子结构见图1)。在AM1.5,100mW/cm2光照条件下,该反向结构聚合物太阳能电池能量转换效率达到7.4%,而同样活性层传统正向结构器件的效率为6.4%(器件J-V曲线和光伏性能数据见图1)。7.4%为反向结构聚合物太阳能电池当前文献报道最高效率之一。

相关论文发表在Adv.Mater.(2012,24,1476-1481)上。

研究人员于2006年首次将TIPD用于传统结构聚合物太阳能电池的负极修饰层,使基于MEH-PPV/PCBM的聚合物太阳能电池的效率从无此修饰层的1.66%提高到2.52%(ApplPhysLett,2007,91:023509)。这一电极修饰层材料获授权中国发明专利1项(“一种聚合物太阳能电池及其制备方法”,专利号:ZL200610089192.3)。近期,他们又将TIPD用于反向结构聚合物太阳能电池,使用TIPD修饰ITO作负极、MoO3/Al作为正极、PBDTTT-C/PC70BM的共混膜为活性层构筑了反向结构器件。同时研究了TIPD修饰层热处理温度对器件光伏性能的影响,发现60oC热处理后使TIPD表面由亲水变为憎水,150oC处理10分钟的修饰层器件性能最佳。这一最佳热处理温度与传统器件PEDOT:PSS修饰层的热处理温度相同,保证了TIPD修饰层将来在柔性基底电极上的应用。

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