给受体共混质量比对P3HTPCBM薄膜结构和器件性能的影响.pdf

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1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao1ActaPhys.一Chim.,z.2012,28(6),1373—1379l373[Article】doi:10.3866/PKU.WHXB201204061www.whxb.pku.edu.cn给受体共混质量比对P3HT:PCBM薄膜结构和器件性能的影响李丹梁然岳鹤王鹏付立民张建平艾希成(中国人民大学化学系,北京100872)摘要:以聚3一己基噻吩(P3HT)为给体、【6,6卜苯基-C,-丁酸甲i~(PCBM)为受体的光伏体系作为研究对象,采用溶剂退火的后处理方法制备薄膜样品

2、,利用紫外一可见(UV-Vis)吸收光谱、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)等测试手段分别对共混膜样品的形貌和结构进行表征,同时利用熵值统计方法对AFM形貌图像进行分析处理.并在此基础上制备太阳能电池器件,其结构为氧化铟锡导电玻璃,聚3,4.乙撑二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸盐,聚3-己基噻吩:【6,6卜苯基-C,一丁酸甲酯/金属铝(ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/AI),研究了给受体共混比例(质量比)对活性层薄膜以及电池性能的影响.结果表明,受体PCBM含量的增加会影响P3HT给体相的有序结晶,当给受体比例

3、为1:1时,活性层薄膜具有较宽的紫外.可见吸收特征,且具有较好的相分离和结晶度,基于该样品制备的电池器件其光电转换效率达到三种比例的最大值(2_77%).表明退火条件下,改变给受体比例可以影响活性层的微纳米结构而最终影响电池的光电转换效率.关键词:共混质量比;纳米尺度形貌:聚合物太阳能电池;熵值分析:能量转换效率中图分类号:0646InfluenceofDonorandAcceptorMassRatiosonP3HT:PCBMFiImStructureandDevicePerformanceLIDanLIANGRanYUEHe

4、WANGPengFULi—MinZHANGJian—PingAIXi—Cheng(DepartmentofChemistry,RenminUniversityofChina,Beijing100872,R.China)Abstract:Organicbulkheterojunctionphotovoltaicdevicesbasedonpoly(3-hexyIthiophene)(P3Hdonor)and【6,6卜phenyl—C61_butyricacidmethylester(PCBM,acceptor)werefabri

5、catedusingsolventannealingtreatment.ThenanoscalemorphologyandstructureoftheP3HPCBMblendfilmswerecharacterizedbyUV-Visabsorptionspectroscopy(UV-Vis),atomicforcemicroscopy(AFM),andX-raydifraction(XRD)analyses.Inaddition.theAFMfmageswereprocessedusingtheentropyfiltmeth

6、od.TheperformancesoftheP3HPCBMdeviceswithdiferentmassratiosweremeasured.havingastructureofindiumtinoxide(ITO)/poly(3,4一ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate)(PEDOT:PSS)/P3HT:PCBM/aluminium(AI).TheresultsshowedthatthecrystallinityoftheP3HTpolymercanbedisturbe

7、dbytherelativeamountofPCBMmolecules.The1:1fmassratio)blendfiImpossessedthegreatestabsorptionwidthbyUV-Visabsorption.aswellasgoodphaseseparationandahighlevelofcrystallinity,providingthebestdeviceperformance(2_77%1.Thisstudyjndicatesthatthedonorandacceptormassratiosdo

8、haveaninfluenceonthenanoscalemorphologyandstructureoftheblendfiIms.whichcaninturnaffectthedeviceperformance.KeyWords:Blendmassratio;Nanosc

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