基于BCP/PEIE雙電子傳輸層提高聚合物太陽能電池性能

＊李平 汪洋 蔣澤撰 何禮榮 羅明浩

（遵義師范學院物理與電子科學學院 貴州 563006）

引言

聚合物太陽能電池（PSC）具有重量輕、制備成本低、可用于柔性基板和輥對輥大規模制備生產工藝等優點受到研究人員的廣泛關注[1]。然而，由于器件存在光電轉化效率低和穩定性較差等問題限制了其應用。因此不同界面傳輸層、器件結構設計和新材料的應用使PSC的性能得到了大幅度的改善和提升。而界面層材料對于提高光電轉化效率和電池穩定性有很大的影響，因此選取合適界面層材料在一定程度上決定了器件性能。倒置結構的聚合物太陽能電池通常以單層的聚乙烯亞胺（PEIE）作為電子傳輸層（ETL），這是因為PEIE不僅具有良好的溶解性且可以有效降低電極的功函數[2-3]。但PEIE是一種絕緣體材料且PEIE的帶隙比較大，導致PEIE不利于電荷的提取[4]。因此，PEIE界面層的改性能有效提高PSC性能，而雙層界面修飾層是較為廣泛的提高器件性能的方法。如Huang等[5]用PEIE對ZnO表面進行了改性，改性后雙電子傳輸層的性能提升了15%到30%。Kyaw等[6]在ZnO薄膜上沉積一薄層PEIE作為ETL，在降低ZnO薄膜功函數的同時提高了器件的性能。Yu等[7]通過在不同濃度的氧化鋅溶膠-凝膠分散體中摻入PEIE溶液，制備了ZnO與PEIE組成的新型納米復合材料并且作為PSC的ETL，發現PEIE的加入不僅沒有改變納米材料ZnO的形狀，還降低了ZnO薄膜的費米能級，與純ZnO作為ETL相比，ZnO/PEIE作為ETL的器件的PCE從3.01%提高到3.52%。另外，Li等[8]采用PEIE包覆ZnO納米顆粒（ZnO/PEIE）制備了復合ETL得到了3.8%的高功率轉換效率。……