利用石墨烯基空穴傳輸層提升有機(jī)太陽能電池性能

編號(hào)：FTJS07288

篇名：利用石墨烯基空穴傳輸層提升有機(jī)太陽能電池性能

作者：林珊 史永堂 王盈盈 逄貝莉

關(guān)鍵詞： 可溶液加工 氧化石墨烯 空穴傳輸層 有機(jī)太陽能電池

機(jī)構(gòu)： 青島科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院

摘要： 近年來,有機(jī)太陽能電池(OSCs)由于能有效利用太陽能且具有成本低、柔性、便攜、質(zhì)量輕等優(yōu)勢(shì)而受到極大關(guān)注。有機(jī)太陽能電池由三部分組成,分別為活性層、界面層(電子傳輸層和空穴傳輸層)和電極。界面層的存在對(duì)器件性能有極大的影響,合適的界面層可以有效促進(jìn)電荷提取和光傳輸。然而,界面層材料存在制備方法復(fù)雜、成本較高、穩(wěn)定性較差等問題,限制了有機(jī)太陽能電池的商業(yè)化應(yīng)用。因而,設(shè)計(jì)制備可溶液加工、低成本、穩(wěn)定的高效有機(jī)太陽能電池仍是一項(xiàng)重大的挑戰(zhàn)。本研究采用Hummers法制備氧化石墨烯(GO)材料用作OSCs的空穴傳輸層,以提高OSCs器件的光電轉(zhuǎn)換效率,并改善器件的穩(wěn)定性。采用透射電鏡(TEM)、X射線電子衍射(XRD)、拉曼光譜(Raman)等測(cè)試方法對(duì)GO進(jìn)行形貌表征和結(jié)構(gòu)分析;利用紫外吸收光譜(UV-Vis)對(duì)GO進(jìn)行光學(xué)性能分析;通過J-V測(cè)試表征電池器件的性能。結(jié)果表明,所構(gòu)筑的GO作空穴傳輸層的有機(jī)太陽能電池器件,以PBDT-BDD:PC71BM為活性層,器件效率為7.97%,與傳統(tǒng)的PEDOT:PSS為空穴傳輸層的器件效率(7.9%)相近。同時(shí),以GO作空穴傳輸層的有機(jī)太陽能電池器件穩(wěn)定性較以傳統(tǒng)PEDOT:PSS為空穴傳輸層的器件穩(wěn)定性明顯提高,放置80d后器件效率維持在原效率的83%,而傳統(tǒng)PEDOT:PSS器件效率僅為初始效率的45%。這些結(jié)果都說明了GO能夠作為有機(jī)太陽能電池的空穴傳輸層,促進(jìn)實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定性、低成本的器件。