退火处理提高p3ht:pcbm聚合物太阳能电池光伏性能

利用旋转涂膜方法制备了以p3ht:pcbm为有源层的聚合物太阳能电池,器件结构为ito/pedot:pss/p3ht:pcbm/al(氧化铟锡导电玻璃/聚二氧乙基噻吩:聚对苯乙烯磺酸/聚三已基噻酚:富勒烯衍生物/铝),研究了退火温度对聚合物太阳能电池性能的影响.实验发现:聚合物薄膜经过120°c退火10min处理后,开路电压(voc)达到0.64v,短路电流密度(jsc)为10.25ma·cm-2,填充因子(ff)38.1%,光电转换效率(pce)达到2.00%.为了讨论其内在机制,对不同退火条件下聚合物薄膜进行了各种表征.从紫外-可见吸收光谱中发现,退火处理使p3ht在可见光范围内吸收加强且吸收峰展宽,特别是在560和610nm处的吸收强度明显增大;x射线衍射(xrd)结果表明,120°c退火后p3ht在(100)晶面上的衍射强度是未退火薄膜的2.8倍,有利于光生载流子的输运;原子力显微镜(afm)研究结果表明,退火显著增大了p3ht与pcbm的相分离程度,提高了激子解离的几率;傅里叶变换红外(ftir)光谱验证了退火并没有引起聚合物材料物性的变化.