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异丙醇锆阴极修饰层对聚合物太阳能电池性能的影响
发表时间：2017-09-30 浏览量：2035 下载量：219
| 全部作者： | 史珍珍，谭占鳌 |
| 作者单位： | 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室 |
| 摘 要： | 将溶液加工的异丙醇锆（IV）（Zr[OCH(CH3)2]4，ZrIPO）插在Al阴极和活性层之间作为阴极修饰层。在室温条件下将ZrIPO的异丙醇溶液旋涂在光感活性层上且无需任何后处理即可制得ZrIPO阴极修饰层。当采用ZrIPO/Al代替传统的Ca/Al作为聚合物太阳能电池（polymer solar cells，PSCs）的阴极时，短路电流密度（Jsc）能够得到显著提升，同时串联电阻降低。当活性层体系为聚三己基噻吩:C60 苯基丁酸甲酯（P3HT:PCBM）的PSCs采用ZrIPO/Al作为阴极时，在大气质量（air mass，AM）1.5 G、光强度100 mW/cm2下测得光电转换效率（power conversion efficiency，PCE）达到4.47%，明显高于同等条件下采用Ca/Al作为阴极时3.69%的光电转换效率。当PSCs 选用窄带隙给体材料5,7-双(2-乙基己基)苯并(1,2:4,5)二噻吩-4,8-二酮（PBDTBDD）时，采用ZrIPO/Al作阴极可以实现高达8.07%的光电转换效率。这一结果表明对于高效PSCs，ZrIPO是替代传统低功函碱土金属的一个很有潜力的电子传输层材料。 |
| 关 键 词： | 太阳能；聚合物太阳能电池；异丙醇锆；溶液加工；阴极修饰层 |
| Title： | Effects of zirconium(IV) isopropoxide as cathode buffer layer on performance of efficient polymer solar cells |
| Author： | SHI Zhenzhen, TAN Zhan’ao |
| Organization： | State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources, North China Electric Power University |
| Abstract： | Solution-processed zirconium(IV) isopropoxide (Zr[OCH(CH3)2]4, ZrIPO) has been employed as efficient cathode buffer layer between the Al cathode and photoactive layer. The ZrIPO buffer layer is prepared simply via spin-coating its isopropanol solution on photoactive layer at room temperature without any post-treatment. When using ZrIPO/Al instead of traditionally used Ca/Al cathode in polymer solar cells (PSCs), the short-circuit current density (Jsc) significantly improves and the series resistance of the device decreases. The power conversion efficiency (PCE) of the P3HT:PCBM-based efficient PSCs with ZrIPO/Al as cathode buffer layer reaches 4.47% under the illumination of air mass (AM) 1.5 G and 100 mW/cm2, which is much higher than that (3.69%) of the control device with Ca/Al cathode. A better performance with power conversion efficiency of 8.07% is achieved when a low bandgap polymer PBDTBDD is selected as donor material. The results indicate that ZrIPO is a promising electron collection material as a substitute of the traditional low-work-function alkaline-earth metals for high performance PSCs. |
| Key words： | solar energy; polymer solar cells; zirconium(IV) isopropoxide; solution-processed; cathode buffer layer |
| 发表期数： | 2017年9月第18期 |
| 引用格式： | 史珍珍，谭占鳌. 异丙醇锆阴极修饰层对聚合物太阳能电池性能的影响[J]. 中国科技论文在线精品论文，2017，10（18）：2027-2035. |
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