李熊,徐登辉,陈晓白,李宝河,邓振波.聚乙二醇阴极修饰层改善聚合物太阳能电池光电性能的研究[J].光电子激光,2016,27(6):601~605
聚乙二醇阴极修饰层改善聚合物太阳能电池光电性能的研究
Study on the performance improvement of polymer solar cells with polyethylene gl ycol cathode buffer layer
投稿时间:2015-12-24  
DOI:
中文关键词:  聚合物太阳能电池  阴极缓冲层  X射线光电子能谱(XPS)  能量转换效率(PCE)
英文关键词:polymer solar cells  cathode buffer layer  X-ray photoelectron spectroscopy (XP S)  power conversion efficiency
基金项目:国家自然科学基金(61274063)、北京市属高等学校高层次人才引进与培养计划(CIT&TCD201404030)和北京市教委科研计划(KM201310011008,KM201510011002) 资助项目 (1.北京工商大学 物理系,北京 100048; 2.北京交通大学 光电子技术研究所,发光与光 信息技术教育部重点实验室,北京 100044)
作者单位
李熊 北京工商大学 物理系,北京 100048 
徐登辉 北京工商大学 物理系,北京 100048 
陈晓白 北京工商大学 物理系,北京 100048 
李宝河 北京工商大学 物理系,北京 100048 
邓振波 北京交通大学 光电子技术研究所,发光与光 信息技术教育部重点实验室,北京 100044 
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中文摘要:
      通过将聚乙二醇(PEG)掺入活性层制备聚合物太阳 能电池,利用PEG的迁移特性获得阴极修饰层,研 究PEG阴极修饰层对聚合物太阳能电池光电性能的影响。X射线光电子能谱(XPS)分 析表明,掺入活性层中的 PEG迁移到活性层与Al电极之间,形成了阴极缓冲层。吸收光谱、电流密度-电压 特性曲线和外量子 效率谱的分析表明,PEG阴极缓冲层的形成改善了活性层与阴极的界面接触特性, 降低了活性层与电 极之间的能级势垒,有利于载流子传输,因此显著地改善了聚合物太阳能电池的光电性能, 使得器件的开 路电压Voc、短路电流密度Jsc和填充因子(FF)都有明显提高。当P3HT:PCBM 活性层中掺入体积比为0.5%的PEG时,聚合物太阳能电池的能量转换 效率(P CE)最高,达到了3.07%,比未掺杂PEG的参考器件提 高了38.5%。
英文摘要:
      Polymer solar cells with polyethylene glycol (PEG) cathode buffer laye r formed by PEG migration were prepared,and the photoelectric performance of polymer solar cells was stud ied in this paper.The X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) results indicate that PEG migrates from active layer to the interface between the active layer and Al electrode and forms a cathode buffer layer.The results of ultraviolet-v isible absorption spectra,current density-voltage (J-V) characteristic curves and extern al quantum efficiency spectra show that the formed PEG buffer layer improves the interfacial contact and reduces the energy barrier between ac tive layer and electrode,thus improves the photoelectric performance of the polymer solar cell significantly, and the short circuit current density (Jsc), open circuit voltage(Voc) and fill factor (FF) are all enhanced obviously.The polymer sol ar cell with 0.5% (volume percentage) PEG doped into P3HT:PCBM active layer gives the maximum power conversion efficiency (PCE) of 3.07%,which is enhanced by 38.5% compared with the de vice without PEG.
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