有机太阳能电池界面分子组装调控器件光伏性能
聚合物太阳能电池中纳米复合界面分子组装和形貌调控严重影响电荷分离、传输、提取和收集,从而影响器件性能1-2.本文将液晶基元强大的形貌控制能力调控活性层聚合物给体/富勒烯或纳米晶受体纳米复合异质结界面组装和微观形貌.通过合理地将给体材料或受体材料设计为不同液晶特性的分子(一维向列相和二维近晶相),在液晶态温度下对活性层进行热处理,利用液晶诱导和驱动共轭聚合物给体有序组装,同时提高富勒烯衍生物或无机半导体纳米晶受体在活性层中的有序分散,实现了在不同维度上调控界面相互作用和有序形貌,给受体异质结界面面积明显增大,活性层两相内的有序性及载流子迁移率显著提高.嵌段共扼聚合物和富勒烯弱键(如氢键、兀-兀堆积、静电作用等)协同组装体系引入有机太阳能电池活性层，建立了分子水平上均一的异质结界面，形成稳定的、高度有序的双连续纳米尺度微相分离通道。设计了醇溶性液晶静电组装共扼电解质(CPE-ILC)纳米复合体系应用于聚合物太阳能电池阴极界面层。离子液晶小分子原位静电组装于共扼聚电解质中，能够有效提高聚电解质界面层中偶极子的取向，偶极子在电场下可逆快速取向并形成有利的偶极矩，从而降低阴极ITO的功函。反向电池阴极界面层溶液法ZnO界面上原位组装醇溶性液晶静电组装共扼电解质，结合溶液加工的WO3和PBDTT-TT-TEG复合界面层，全溶液加工器件(除电极外)效率提高至8.5％。将氯苯甲酸原位组装于ITO电极可形成新型的三重界面偶极，改善了ITO表面性质，基于PTB7-Th: PC71BM器件获得了最高效率9.2%。设计了高电子迁移率水/醇溶性N型共扼聚电解质组装于ITO电极上调控阴极界面势垒，实现了界面层对电子的选择性提取和高效传输，器件性能达到8%，界面层厚度达到30nm时，仍能保持良好的器件性能。
有机太阳能电池 异质结界面 分子组装 形貌调控 光伏性能
谌烈 陈义旺
南昌大学化学学院,南昌,330031;江西省新能源化学重点实验室,南昌,330031
国内会议
2016年两岸三地高分子液晶态与超分子有序结构学术研讨会暨第十四届全国高分子液晶态与超分子有序结构学术论文报告会
南昌
中文
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2016-08-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）