快捷搜索:

长春应化所制备出高效免退火聚合物太阳能电池

  长春应该采用高效的非退火聚合物太阳能电池器件

  近日,中国科学院长春应用化学研究所研究员杨马内尔等研究人员发明的“一种聚合物太阳能电池的制备方法”专利获得了国家知识产权局的授权。目前基于聚合物本体的异质结太阳能电池结构在聚(3-己基噻吩)(P3HT)的PCBM衍生物中,C60是最成功且使用最广泛的系统之一。在这种类型的太阳能电池中,器件的转换效率受到光敏层内部形态的很大影响。在通过旋涂制备大面积均匀器件的过程中,所得感光层共混膜的P3HT不能形成良好的空白,因为溶剂的蒸发速率太高,使得电子给体材料的P3HT在从溶液中沉淀溶液期间没有形成足够的晶体。空穴传输通道,导致器件效率通常非常低。传统上,采用后热退火或溶剂退火处理的方法来达到改善感光层形态的目的。然而,如果退火条件不适当控制,PCBM容易形成微米尺寸的晶体,导致薄膜中的大规模两相分离和器件效率的急剧下降。此外,在高温退火下还存在膜的组分氧化和降解的风险。因此,如何提高共混膜中共轭聚合物P3HT的结晶度,避免温和条件下的大规模相分离是制备高性能聚合物太阳能电池的难题。在国家基金委和中国科学院的大力支持下,杨晓秀的小组采用在P3HT良溶剂溶液中缓慢加入不良溶剂的方法,使P3HT在溶液中产生有序结晶前体,然后PCBM为加入到混合溶液中完全溶解,然后旋涂,得到的感光层薄膜不仅形成均匀致密分布数微米的P3HT晶须,而且相分离尺度为纳米级,激子的有效分离提供了一个大的两相界面,为空穴的快速传输提供了一个连续的通道,同时,由于P3HT的结晶度提高,长波区光敏层的光吸收太阳能的最大功率得到了提高,新制备的设备效率接近4%,从而实现了高效率n退火聚合物太阳能电池器件。本发明一步实现了“温和条件下”的高性能“无退火”太阳能电池器件,大大简化了聚合物太阳能电池的加工工艺,大大降低了生产成本。

您可能还会对下面的文章感兴趣: