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摘要
聚合物太阳电池的效率在过去的十余年间获得很大的提高,目前已经达到8%,为其大规模的生产和应用奠定良好的基础。我们通过在聚合物太阳电池活性层-电极(阳极和阴极)界面引入带有极性基团的共轭聚合物薄层或者电介质层(厚度约为5-10nm),利用共轭聚合物薄层在界面上形成和器件的内建电场方向一致的电偶极矩及电介质层能够有效阻挡载流子反向输运的特性,开展了探索同步增强聚合物太阳开路电压,短路电流和填充因子的新方法和新途径。[1]最近,通过原子力显微镜(AFM),扫描开尔文探针显微镜(SKPM)高分辨率和高灵敏度的表面电势成像,增强型静电力显微镜(EFM)以及电吸收谱(EA)系统研究了这一技术方法的物理机制,证实在活性层-金属电极可以形成有利于载流子抽取和输运的电偶极。此外,水(醇)溶性共轭聚合物薄层的引入,可使聚合物太阳电池中的载流子复合损耗大大降低,空间电荷限制的载流子输运特性和载流子抽取特性得到改善。目前,通过这一技术方法,我们成功制备了效率达到8.370%的聚合物太阳电池。[2]最近,我们利用带有极性基团的共轭聚合物薄层作为表面修饰层,将氧化铟锡导电玻璃的功函数大幅提高0.6eV,可用于制备新颖结构的反型聚合物太阳电池。所获得的最好性能的器件,其效率经国家光伏质检中心检测,达到9.2%,处于同类器件的国际最好水平之一。
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