電子受體材料功能化還原氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能

屈臘琴，楊維佳，郝亞敏，楊永珍，劉旭光

(1.太原理工大學(xué) 新材料界面科學(xué)與工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西 太原 030024;2.太原理工大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，山西 太原 030024;3.中北大學(xué) 化工與環(huán)境學(xué)院，山西 太原 030051;4.太原理工大學(xué) 新材料工程技術(shù)研究中心，山西 太原 030024)

1 前言

聚合物太陽(yáng)能電池(PSCs)因制備過(guò)程簡(jiǎn)單、成本低、質(zhì)量輕和可用于柔性器件等優(yōu)點(diǎn)受到人們的廣泛關(guān)注［1］。炭材料具有高電導(dǎo)率、熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性、資源豐富、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，在太陽(yáng)能存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換方面具有潛在應(yīng)用價(jià)值。目前，基于富勒烯的PSCs 效率已突破10%［2］，但由于富勒烯類(lèi)材料具有在可見(jiàn)光范圍吸光能力較弱、工藝復(fù)雜和制備成本高等缺點(diǎn)，制約了它的實(shí)用性。因此，科學(xué)工作者通過(guò)對(duì)不同活性材料的設(shè)計(jì)和選擇方法的改進(jìn)，以期在聚合物太陽(yáng)能電池的性能上突破轉(zhuǎn)換效率不高的瓶頸。

石墨烯的獨(dú)特結(jié)構(gòu)和性能［3-7］，使其有望成為PSCs 高效受體材料。它具有非常大的比表面積和良好的導(dǎo)電性，當(dāng)其與聚合物電子給體共混成膜后，能夠提供大的接觸面積，可以起到連接聚合物大分子的作用，并形成相當(dāng)大的界面;而良好的導(dǎo)電性能夠提高激子的擴(kuò)散速率和載流子的遷移率，且不會(huì)造成載流子傳輸路徑破壞而產(chǎn)生激子復(fù)合，這對(duì)于改善器件的整體性能有很大的好處，因此引入石墨烯很有可能可以解決光電轉(zhuǎn)換技術(shù)中的光生電子的傳輸問(wèn)題。Liu 等［8，9］用異氰酸苯酯對(duì)氧化石墨烯(GO)功能化生成SPFGO，以3-辛基取代聚噻吩，SPFGO 為活性層的光伏器件，轉(zhuǎn)換效率達(dá)到1.4%?！?br>