碘化铅作为空穴传输层在P3HT:PC61BM聚合物太阳能电池中的增强效果

作者：胥国成; 邓先云; 李军丽; 张睿; 谢云鹏; 屠国力; 夏江滨; 卢兴

来源：Acta Physico - Chimica Sinica, 2016, 32(06): 1307-1313.

• 聚合物太阳能电池
• 阳极界面缓冲层
• 碘化铅
• 浓度
• 光电转化效率

开发了一类新型阳极界面缓冲材料PbI2,制备了结构为ITO/PbI2/P3HT:PC61BM/Al(氧化铟锡导电玻璃/碘化铅/聚三已基噻吩:富勒烯衍生物/铝)的器件,制备工艺包括旋涂和蒸镀,考察了PbI2在聚合物太阳能电池原型器件ITO/P3HT:PC61BM/Al中的效果。不同碘化铅浓度,退火温度,退火时间,对PbI2薄膜的质量都会有影响。很显然,高质量的PbI2薄膜将会带来好的光电转化效率。PbI2薄膜的透光性,结晶性,以及表面形貌可以用来描述所成薄膜的质量好坏。对能带来最好性能的碘化铅薄膜进行了紫外-可见光谱,X射线粉末衍射(XRD),原子力显微镜(AFM),扫描电子显微镜(SEM)等表征。实验发现,太阳能电池器件的效率对PbI2浓度比较敏感,最优化的条件为,旋涂浓度为3 mg?m L-1,100°C退火30 min,其电池的开路电压(Voc)达到0.45 V,短路电流密度(Jsc)为7.9 m A?cm-2,填充因子(FF)为0.46,与没有界面缓冲材料的器件相比,光电转换效率(PCE)由0.85%提高到1.64%。

• 单位
  华中科技大学; 武汉光电国家实验室; 化学与分子科学学院; 武汉大学