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国家纳米中心有机太阳能电池界面修饰研究取得新进展

导读: 通过对比相区尺寸/纯度、载流子寿命、激子解离性能和载流子传输迁移率,研究人员认为WOx: PEDOT:PSS器件具有高的FF来源于更平衡的载流子传输、更长的载流子寿命以及减弱的非辐射电荷复合。

近日,中国科学院国家纳米科学中心周惠琼课题组将WOx纳米颗粒与商业化的PEDOT:PSS乳液混合用作有机太阳能电池的空穴传输层材料,改善了空穴传输层的表面自由能,优化了活性层的形貌,从而同时提高了器件的效率和填充因子,为高效有机非富勒烯太阳能电池提供了一种简单易行的空穴传输层修饰方法。

据了解,周惠琼课题组将WOx纳米离子与PEDOT:PSS乳液混合,经过细致优化WOx:PEDOT:PSS空穴传输层的组分和膜厚,基于PBDB-TF:IT-4F体异质结的非富勒烯太阳能电池实现了80.79%的填充因子(FF)和14.57%的转换效率(中国计量院验证效率为14.15%)

阻抗分析和瞬态光电流光电压测试等表征揭示了相对于广泛应用的PEDOT:PSS薄膜,WOx:PEDOT:PSS空穴传输层具有更优越的电荷提取性能。AFM和RSoXS测试发现具有不同表面自由能的空穴传输层(WOx, WOx:PEDOT:PSS,PEDOT:PSS)可以调控体异质结层的形貌。

通过对比相区尺寸/纯度、载流子寿命、激子解离性能和载流子传输迁移率,研究人员认为WOx: PEDOT:PSS器件具有高的FF来源于更平衡的载流子传输、更长的载流子寿命以及减弱的非辐射电荷复合。

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