第33卷，第2期 2013年2月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 33, No. 2, pp289-292 February, 2013
基于金颗粒自组装烷基硫醇为缓冲层的有机太阳能电池
谢星，陈志坚'，肖立新，曲波，龚旗煌* 北京大学物理学院，人工微结构和介观物理国家重点实验室，北京100871
摘要有机活性层和无机电极的界面修饰影响到有机太阳能电池性能。本文引人金纳米颗粒自组装烷基硫醇，改善有机/无机的界面。制备"ITO/金颗粒-硫醇自组装缓冲层/聚3-已基噻盼（P3HT）：[6,6]-苯基 C61-丁酸甲酯(PCBMD/LiF/AI电极"结构的器件。自组装硫醇防止了因金颗粒与活性层直接接触导致的激子猝灭效应。我们研究了金纳米颗粒自组装不同链长的烷基硫醇对器件性能的影响，烷基硫醇的烷基链越长，硫醇对金颗粒的覆盖性越好，器件的短路电流越高。金纳米颗粒自组装十二烷基硫醇，短路电流Js由
5.19mAcm提升到6.24mA·cm"，提高了20%。关键词金颗粒；自组装；激子释灭；短路电流
中图分类号：TK514
引言
文献标识码：A
DOI: 10, 3964/j. issn., 1000-0593(2013)02-0289-04
载流子的导出，
在器件结构优化方面，有机材料和无机电极之间的接触是一个很重要的课题，界面的接触特性直接影响了器件的性
1839年，法国科学家Becquerel发现了电解质中的光生伏特效应)，1954美国贝尔实验室Chapin等研制成功了光电转换效率达6%的单晶硅太阳能电池()，诞生了实用的光伏发电技术，并出现了现有硅电池的第一代产品，在太阳电稳发展史上起到了里程碑的作用。此后单品硅、多晶硅和菲
晶硅光伏电池以及无机薄膜电池迅速发展起
能电池相戏本低
了产泛的单品惠器件的层结构(n型制备了等因激子解
用电瓶具有特的优
以及可大
于聚合物/
C40的体格
只制
的界面面积大且其分布在整个
子扩散距离，提高激子解离。基于体异质节的有池发展迅速，目前最高能量转换效率已经达到了
有机太阳比如制备成
来得到结科发手等
子受体 6) 异质结或小了激
机太阳能电 62%t
提高有机太阳能电池效率有以下几条途径：（1)优化活性材料，开发窄带材料00)，电化学合成也可减小材料禁带宽度(]，增强对长波长光的吸收；(2)优化器件结构，引人和控制微纳结构的生长[12-16]，改善光的吸收，提高激子分离和
收稿日期：2012-05-30，修订日期：2012-09-26
能。为了改善活性层/无机电极界面和能级的匹配，使得载流子在导出过程中能量损失最小，在活性层与无机电极之间缓冲层被广泛的引人，LF可以有效的改善电子导出能力，
常作潍有机太阳能电池的阴极缓冲层(17,1)
PEDOT: F
而在器件阳极，
S因其良好的导电性和透明特性，是良好的空
穴注入和传输材料，常被用作阳极缓冲层。
属-有机自组
薄金膜上装层代 PE
提高，光
需 A 火效降低，
反射，透射。
我们组研究了金
在有机太阳能电池中的应用
，使用在超
n形成的金属-有机物自组
带备的太阳能电
开器电量品到
开路电压面原
性层的光减少
生能优于基子因子得到了自组装层改接触电阻。
子的猝的短路电流使得光被
的猫人
（2司有机
触的金成为
复合中心使得电子和空穴复合。针对以上两个间题，采用退
火的方式使金膜形成颗粒，使得透光率增大
流。为防止弊灭效应，需要在金颗粒上自组装
提高短路电
晨覆盖层：
而自组装材料的选择是一个很重要的课题，我们系统的研究了金颗粒自组装不同链长的烷基硫醇对有机太阳能电池性能
基金项目：国家基础研究计划项目（2009CB930504）和国家自然科学基金项目（60677002，10674011，10934001，60907015，10821062)资助作者篇介：谢星，1986年生，北京大学物理学院硕士研究生
e-mail: xiexing@pku, edu cn
*通讯联系人
万方数据
e-mail; zjchen@pku. edu. cn; qhgongpku, edu, cn