第36卷，第8期 2016年8月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.36,No.8,pp2363-2367
August，2016
不同受体对PTB7聚合物太阳能电池的性能影响的研究
黄迪，徐征*，赵误玲，赵，李杨，赵玲
1，北京交通大学发光与光信息技术教育部重点实验室，北京100044 2，北京交通大学光电子技术研究所，北京100044
摘要使用两种或者更多种类的富勒烯衍生物作为受体可以使poly(3-已基睡吩)(P3TH)系的混合异质结太阳能电池效率明显提升，这样的提升源于当受体使用富勃烯多重加合物的最低未占轨道(LUMO)提升而使其开路电压升高。虽然其他聚合物也同样能获得高的开路电压，但是大多数的聚合物却不像P3TH一样获得性能提升，在与像苯基-C61-丁酸甲酯（bis-PCBM)或者theindene-C60bis-adduct（ICBA)混合后表现出下降的光电流。在此，我们研究这些性能改变的原因，使用[6，6］-苯基C-丁酸甲酯（PCBM)，ICBA和 bis-PCBM作为受体并且PTB7作为给体，其结构为：ITO/PEDOT：PSS/活性层/LiF/AI，聚合物太阳能电池的表现的性能分别为7.29%，4.92%和3.33%。性能的改变可能主要归因于不同受体影响器件激子产生和电荷收集。
关键词聚合物太阳能电池；聚苯并二塞吩；富勒烯衍生物
中图分类号：TM914.4
引言
文献标识码：A
D0I: 10. 3964/i. issn. 10000593(2016)08236305
能量不一样[10]，然而先前的研究虽然发现使用富勒烯衍生物作为受体会导致性能不好，却没有从电荷产生和收集方面来全面解释其性能变化-汀。研究三种不同富勒烯衍生物
近十年来聚合物太阳能电池由于其制备成本低，质量轻，可制备在柔性衬底上等优点使其急速发展1-。然而，大多数的研究工作都得益于新型受体的出现。1995年富勒烯的衍生物PCBM合成，至今仍是广泛使用的一种受体材料5。可供选择的受体材料还有其他富勒烯衍生物，如ICBA和 bis-PCBM，并且由于其更高的LUMO能级可增加器件的开路电压，P3HT和bis-PCBM混合电池表现出比P3HT： PCBM更好的性能[}，最近，经过一系列的优化后，P3HT： ICBA效率可达到6.5%-8)。
尽管富勒烯衍生物能够成功地应用到P3HT中，但是使用到其他聚合物太阳能电池中却通常表现出令人失望的性能9。在这些研究中，不好的性能参数都归因于没有有效产生光电流"]。在给受体太阳能电池中有效的光电流产生必需同时满足以下两个要求：（1)在给受体界面上有效地产生电荷对，（2)在电极上能高效地收集已分离的电荷。电荷对的生成受界面自由能的驱使，即激子和电荷分离激发态之闻的
收稿日期：2015-02-11，修订日期：2015-06-20
(PCBM，ICBA和bis-PCBM)对PTB7聚合物太阳能电池的性能的影响。
实验部分 1
为了对比不同受体对PTB7聚合物太阳能电池性能的研
究，制备了如下结构的器件，
器件A：ITO/PEDOT:PSS/PTB7：PCBM/LiF/AI: 器件B:ITO/PEDOT：PSS/PTB7:ICBA/LiF/AI; 器件 C: ITO/PEDOT: PSS/PTB7: bis-PC,BM/LiF/Al; 实验过程如下：ITO玻璃，方阻为10Q/sq，依次在中性
洗涤剂、酒精以及去离子水溶液中超声波清洗20min。用普通氮气吹干后进行紫外臭氧处理5min；随即旋涂的PE DOT:PSS(Clevios P VP.Al 4083)，并于 150 ℃ 下退火 15 min；自然降温后继续旋涂～80nm的活性层。最后，将样品放人真空热蒸发镀膜机中，当真空度达到4X10-Pa时，开
基金项目：教育部博士点基金项目（20130009130001，20120009130005），国家自然科学基金项目（11474018，51272022，61575019），中央高
校基本科研业务费专项资金项目（2012JBZ001)，国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2013AA032205)和教育部博士点基金项目资助
作者简介：黄迪，女，1989年生，北京交通大学发光与光信息技术教育部重点实验室博士研究生
通讯联系人
e-mail: zhengxu@ bjtu, edu, cn
e-mail: 2008-hd@163. com