不同链接单元对PEIE交联聚合物阴极修饰层性能的影响

【作者】 段佳敏； 赵斌； 谭松庭；

【机构】 湘潭大学化学学院；

【摘要】 一直以来,聚合物太阳能电池（PSCs）由于其巨大的潜力得到了许多研究者的关注^[1]。界面层位于活性层与电极之间,它能够降低界面势垒,对载流子传输和收集过程起着至关重要的作用,因此,高性能界面层是提高聚合物太阳能电池（PSCs）的转换效率和稳定性的必要前提^[2]。常用的阴极修饰层包括氧化锌等金属氧化物、富勒烯衍生物、导电聚合物、有机小分子、非共轭聚合物等,其中,以PEIE为代表的非共轭聚合物具有价格低廉的优点,但其低的导电率和电子迁移率限制了它的应用。在前期的研究中,为了提高PEIE的电导率和电子迁移率^[2],我们将二碘辛烷与PEIE反应形成一种交联聚合物PEIE-DIO^[4],从而提升了其导电性和电子迁移率,其PSCs表现出较高的光电转换效率。为了研究PEIE交联聚合物中链接单元对其性能的影响规律,我们分别用二溴丁烷、对二溴苯和PEIE进行季铵化反应,从而得到两种交联聚合物PEIE-DBBu和PEIE-DBPh（图1a）,以其作为阴极修饰层,以PTB7-Th:PC₇₁BM作为光活性层,制备了反式PSCs器件,其电流密度-电压曲线如图1b所示。研究结果表明,以PEIE-DBBu作为修饰层的PSC的光电转换效率（PCE）、短路电流(J_sc)和填充因子（FF）都要高于基于PEIE-DBPh的PSC,其可能的原因是:苯环的柔顺性比烷基链差,导致PEIE-DBPh中离子的运动能力减弱,故PEIE-DBPh的电子传输性能要低于PEIE-DBBu。更多还原