提高聚合物太阳能电池效率的研究

制约聚合物太阳能电池广泛应用的原因是其效率比较低。本项目拟综合考虑影响器件效率的因素，从器件物理以及等效电路两个方面入手，研究提高其效率的方法。在器件物理方面，a）在聚合物中共掺杂电子受体与可以传输电子的一维纳米结构材料，提高器件功能层的电子传输能力；b）通过电场与溶剂共同作用，调控聚合物薄膜的聚集态及微观结构，以提高聚合物载流子迁移率，尤其是电子迁移率；c）通过电极修饰，增加载流子的收集效率。在等效电路研究中，同时考虑载流子迁移率随电场的变化及器件的电容效应等，通过仿真与实际器件相比较，建立符合聚合物太阳能电池的等效电路，优化大尺寸器件的引出电路。实现在标准太阳光谱下，小尺寸器件效率大于7%、大尺寸（5cm×5cm）器件效率大于4%。

聚合物太阳能电池具有选材丰富、器件制备工艺简单，可制备柔性器件及半透明器件等优势，具有巨大的潜在应用前景。但是器件效率比较低，器件寿命短制约了器件的应用。本项目通过热处理、溶剂添加剂处理以及界面修饰与溶剂添加剂协同作用，使器件性能有了显著提高。在结构为ITO/TiO2/PBDTTT-C:PC70BM/MO2/Al的器件,通过制备器件时的溶剂添加剂处理和优化后的退火处理后，器件的效率可以达到7.26%,这个结果与国际报道的最高水平相当.