PEDOT:PSS/ZnPc作为有机小分子太阳电池阳极修饰层的研究

采用阳极修饰法构建了基于酞菁铜(CuPc)和碳60(C60)的有机小分子太阳电池,分别研究了酞菁锌(ZnPc)、聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)和PEDOT:PSS/ZnPc作为阳极修饰层对该有机太阳电池输出性能的影响,并对三种修饰层的相关机理进行了探讨。结果表明:加入ZnPc修饰层的电池开路电压(Voc)增大,从0.372提高到0.479V。旋涂PEDOT:PSS的电池短路电流(Jsc)提高,由1.943mA/cm2提高到3.752mA/cm2。而以PEDOT:PSS/ZnPc作为阳极修饰的电池Voc和Jsc均有较大的提高,Voc从0.372V提高到0.482V,Jsc从1.943mA/cm2提高到3.810mA/cm2,其转换效率可提高两倍以上。分析认为,ZnPc更有利于阳极空穴的输出,PEDOT:PSS能有效改善ITO表面的平整度的性质是提高太阳电池性能的主要原因。

利用C_(60)和CuPc形成的有机半导体异质结作为阳极修饰层实现高效的磷光有机发光二极管

利用C_(60)和Cu Pc形成有机半导体异质结作为阳极ITO修饰层,制备了高效绿色磷光有机发光二极管(OLEDs)。与常规MoO_3阳极修饰层相比,C_(60)(5 nm)/Cu Pc(25 nm)面异质结修饰器件的最大电流效率和外量子效率(EQE)提高了12%和11%,分别为60 cd/A和16.8%;而Cu Pc∶C_(60)(30 nm,50%)体异质结修饰器件则提高了26%和27%,分别为67 cd/A和19.3%。高的器件效率一方面归因于C_(60)与Cu Pc异质结界面处积累的电荷会在电压的作用下形成高效的电荷分离和空穴注入,另一方面归因于异质结具有吸收绿光光子形成光生载流子的光伏效应。利用Cu Pc∶C_(60)体异质结修饰阳极的器件由于具有更高效的电荷积累、更合适的空穴传输性、更平衡的载流子复合和更好的光伏特性,器件效率要比C_(60)/Cu Pc更优。研究表明,这种基于C_(60)与Cu Pc的有机半导体异质结可作为优越的ITO阳极修饰层。

使用PTB7作为阳极修饰层提高有机发光二极管的性能

采用poly[[4,8-bis[(2-ethylhexyl)oxy]benzo[1,2-b:4,5-b’]dithiophene-2,6-diyl][3-?uoro-2-[(2-ethylhexyl)carbonyl]thieno[3,4-b]thiophenediyl]](PTB7)作为有机发光二极管器件的阳极修饰层,制备了结构为indium tin oxide(ITO)/PTB7(不同浓度)/N,N’-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N’-bis(phenyl)benzidine(NPB,40 nm)/8-hydroxyquinoline(Alq3,60 nm)/LiF(1 nm)/Al的系列器件,同时研究了不同浓度的PTB7对器件性能的影响.PTB7的最佳浓度为0.25 mg/mL,器件性能得到明显的改善,起亮电压为4.3 V.当驱动电压为14.6 V时,最大亮度为45800 cd/m2,最大电流效率为9.1 cd/A.与没有PTB7修饰的器件相比,其起亮电压降低了1.9 V,最高亮度提升了78.5%.器件性能提高归因于PTB7的插入使得空穴注入和传输能力大大改善.

基于双阳极界面修饰层有机太阳能电池研究

为提高有机太阳能电池的能量转换效率,提出一种基于双阳极界面修饰层的有机太阳能电池优化方案。该方法主要采用四氟乙烯(PTFE:Polytetrafluoroethylene)和五氧化二钒(V_2O_5:Vanadiumpentoxide)作为阳极界面修饰层,制备了器件结构为ITO/PTFE/V_2O_5/PCDTBT∶PC71BM/Li F/Al的有机太阳能电池。测试结果表明,引入PTFE/V_2O_5双阳极界面修饰层的有机太阳能电池的能量转化效率最高可达6. 52%。相比于V_2O_5单阳极界面修饰层器件效率提高了11. 5%。测试结果证明双阳极界面修饰层的功函数与PCDTBT材料的HOMO能级更加匹配,有利于空穴的传输和提取。同时,PTFE/V_2O_5改善了氧化铟锡(ITO)表面形貌,减少界面缺陷,抑制了界面处载流子的复合。

基于柔性基底异质结有机薄膜的光伏器件

研究了基于柔性基板的有机薄膜太阳能电池,实验以聚3,4-乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐作为阳极修饰层,1,4-亚苯基亚乙烯基(MEH-PPV)材料作为给体层以及富勒烯(C60)材料作为受体层制备异质结柔性有机太阳能电池。实验结果表明:增加阳极修饰层,虽然会阻挡光的吸收,但是可以大幅度地提高短路电流、开路电压、填充因子和能量转换效率4个参数。并发现MEH-PPV受体层的厚度对有机太阳能电池的性能有较大影响,当受体层厚度为90nm时能量转换效率达到最大,为1.29%。