有机聚合物太阳能电池中二元和三元组分给体-受体(D-A)型聚合物的性能研究

• 作者: 徐炜娟 王建军 王雪娇 袁建宇
• 来源期刊: 材料科学
• 学科: 化学
• 关键词: 三元共轭聚合物 聚合物太阳能电池 形貌
• 年，卷（期）: clkx_2018,（1）
• 页码范围: 1-10
• 页数: 10页
• 分类号: O63

摘要

本项研究中,我们设计制备了窄带隙给体–受体(D-A)型二元共轭聚合物P1和具有规整主链结构的D1-A-D2-A型三元共轭聚合物P2。通过精确地控制共轭聚合物的主链结构的单元分布,聚合物的光学和电学性质得到了精确的调控。形成窄光学带隙的同时降低了聚合物的最高电子占据态能级(HOMO),增强了分子主链的共平面性以及聚合物分子间的π-π堆积。在本工作中,我们进一步深入研究了这种结构规整型三元共轭聚合物在有机太阳能电池中的应用。以三元聚合物P2为电子给体,富勒烯衍生物PCBM作为电子受体,在没有任何添加剂的条件下,相比于基于二元聚合物P1的电池器件,基于P2的聚合物太阳能电池获得了显著提高的开路电压(Voc),短路电流(Jsc)和填充因子,并由此得到了最高5%的光电转换效率(PCE),这一结果相对于以D-A结构的P1聚合物为基础制备的器件有了很大提高。我们的结果证明了三元组分聚合物的设计策略的重要性,对进一步提高有机聚合物太阳能电池具有一定的价值。