逐层沉积型有机光伏器件研究进展

【作者】 马晓玲； 张福俊；

【机构】 北京交通大学；

【摘要】 有机光伏器件因材料来源广泛、半透明、质量轻、环境友好、柔性、可大面积制备等优势,具有广泛的发展和应用前景。当前,进一步提高有机光伏器件的效率及稳定性仍然是研究焦点。目前文献中报道的有机光伏器件大都基于本体异质结结构,主要得益于给受体材料均匀混合形成纳米级互穿网络结构,有利于给受体材料充分解离。但基于这种结构器件很难形成理想的垂直结构相分离。逐层沉积法(layer-by-layer,LbL)制备的有机光伏器件,可以分别对给体层、受体层进行优化,易于得到理想的有源层垂直相分离形貌,已展示出比传统体异质结器件更优异的性能,因而受到广泛关注。近期,本课题组聚焦于LbL型有机光伏器件,在有源层材料甄选、动力学过程调控、机理研究及在面向应用的半透明器件方面的系列工作。主要包括:(1)利用双添加剂策略分层优化了给受体分子取向及结晶尺度,提高了电荷传输能力,抑制载流子复合损失,有效提高了器件性能。并进一步在全聚合物太阳能电池中验证该方法的有效性;(2)针对LbL型器件电极附近激子利用不充分的关键科学问题,提出引入解离强化层或将少量给体引入受体层,提高LbL型器件ITO或阴极附近激子利用,进一步提高器件效率及稳定性。(3)基于逐层沉积工艺制备半透明有机光伏器件:提出"宽带隙窄吸收给体"策略来甄选材料,结合LbL工艺,构筑半透明有机光伏器件,实现12.58%的PCE和22.81%的AVT。更多还原