N型小分子共轭电解质用于高效有机太阳能电池阴极缓冲层

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近些年，聚合物太阳能电池由于其成本低，重量轻，可柔性加工等特性受到了越来越多的人关注。目前，单层小面积的有机太阳能电池已经突破了12％的光电转化效率。然而，聚合物太阳能电池要实现商业化应用还是具有相当长的一段距离。为了进一步提高器件性能，新型高效活性层材料的设计合成以及界面工程都被认为是非常成功有效的策略。其中，界面工程是一个提升器件效率和稳定非常行之有效的手段。优秀的界面层材料能够有效的调控电极的功函使之在界面层与活性层之间形成欧姆接触，有利于降低界面势垒，提高空穴与电子在相应的电极抽提与收集效率。此外，好的界面层材料也非常有利于活性层形成合适的垂直相分离，有利于电荷选择性抽取。因此，界面层对器件的开路电压(Voc)，短路电流(Jsc)，填充因子(FF)等主要性能参数有较大影响。
　　本文设计合成了两个双亲性共轭小分子电解质，通过在在主链引入n型DPP的共轭主干，侧链引入胺基功能化的极性基团。由于 n型共轭主干界面层材料更容易形成自掺杂效应，能够提高界面层材料的导电率。同时，由于极性基团的存在，使之能够在界面层与电极之间形成界面偶极有利于形成合适的能级结构。将这两个小分子界面层材料应用于太阳能电池器件，在厚度7 nm-33 nm都能保持较好的器件性能，值得注意的是本文基于三元共混的活性体系器件效率达到了10.2%。并且这两个小分子材料具有较好的普适性，在其他活性层体系同样获得了非常可观的器件效率。因此，这两个小分子是非常有前途的界面层材料，也适用于高性能有机太阳能电池。

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作者
徐国栋;
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作者单位

南昌大学;

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授予单位南昌大学;
学科化学
授予学位硕士
导师姓名谌烈,陈义旺;
年度 2017
页码
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类太阳能电池;
关键词
共轭电解质; n型小分子; 自掺杂; 聚合物太阳能电池; 界面层材料;

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