利用阴极修饰层提高有机光伏电池的性能及稳定性

分别制备了以苯甲酸锂、碳酸铯和聚氧化乙烯为阴极修饰层的基于P3HT∶PCBM体系的本体异质结有机光伏电池。比较了3种阴极修饰层对器件性能及稳定性的影响。结果表明:选择合适的阴极修饰层材料是提高光电转换效率、延长电池使用寿命的可行性途径之一。纯无机阴极修饰层不能有效地阻挡氧气和水进入活性层,对于减缓器件的性能衰退效果不如有机阴极修饰层材料。有机聚合物材料可以减小漏电流的产生,开路电压和填充因子都得到很大提高,有利于提高器件的性能及稳定性。合成可溶液加工的具有极性基团的共轭聚合物材料是未来阴极修饰层的发展方向。

ZnO纳米颗粒表面缺陷对有机太阳能电池性能的影响

用温度控制ZnO纳米颗粒粒径的大小,研究了颗粒粒径对表面缺陷的影响。由透射电镜(TEM)、紫外-吸收光谱和荧光光谱测试表明,随着反应温度升高,ZnO纳米颗粒的尺寸增加,比表面积显著下降,表面缺陷的体密度降低。将不同反应温度下的ZnO纳米颗粒应用于ITO/ZnO/P3HT:PCBM/MoO3/Ag结构的有机太阳能电池中,进一步研究了缺陷对电池性能的影响。实验结果表明,60℃下ZnO纳米颗粒薄膜作为电子传输层的器件效果最好,电池效率可以达到3.05%。这表明在一定范围内,ZnO纳米颗粒越大,缺陷密度越低,越有利于器件中电子的传输从而提高太阳能电池器件的短路电流密度和光电转化效率。

低温处理的TiO_2纳米颗粒薄膜作为缓冲层的有机光伏电池

通过溶胶凝胶法(sol-gel)合成了TiO2纳米颗粒(NPs),制备了结构为ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/TiO2/Al的有机太阳能电池(OSC)器件。通过优化阴极缓冲层TiO2NPs的热处理温度,考察了温度以及溶剂对TiO2 NPs薄膜的光学性能、形貌结构和电学性能的影响,并研究了其对OSC性能的影响及作用机理。实验发现,TiO2 NPs处理温度为80℃时,器件的效率达到了2.52%。相对于参比器件,器件的光电转换效率(PCE)、填充因子(FF)分别提高了60%、64.7%。