聚(3-己基噻吩)作为光谱增感层在有机太阳电池光谱响应增强中的应用

摘要

报道了利用聚(3-己基噻吩)(P3HT)作为前置缓冲层来弥补(4,8-双-(2-乙基己氧基)-苯并[1,2-b∶4,5-b']二噻吩)-(4-氟代噻并[3,4-b]噻吩(PBDT-TT-F)∶[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PC61BM)共混体相异质结(BHJ)电池对450-600 nm处光谱响应不足的新的器件结构设计思路.光谱带隙为1.8 eV的PBDT-TT-F在550-700 nm处有很强的光谱吸收,在有机太阳电池器件上有很好的应用潜能.但其在350-550 nm处的吸收不强,影响了器件对太阳光谱的利用效率.与此相比,P3HT薄膜的光谱吸收主要在450-600 nm范围内,同PBDT-TT-F形成良好的互补关系.新设计的器件外量子效率(EQE)研究结果表明,利用P3HT作为前置缓冲层可以与PBDT-TT-F∶PC61BM薄膜中的PC61BM形成平面异质结,从而拓展了器件在450-600 nm处的光谱响应范围,实现光谱增感作用.优化P3HT的厚度为20 nm左右,器件对外输出的短路光电流密度从11.42 mA· cm-2提高到12.15 mA·cm-2,达到了6.3％的提升.