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NPB阳极缓冲层对反型结构聚合物太阳能电池性能的影响
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN383.1[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[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交通大学光电子技术研究所,北京100044
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(批准号:2010CB327704)、教育部博士点基金(批准号:20130D09130001)、国家自然科学基金(批准号:51272022)、教育部博士点基金(批准号:20120009130005)、教育部新世纪优秀人才支持计划(批准号:NCET一10-0220)和中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:2012JBZ001)资助的课题.
中文摘要:

制备了给体材料为poly(3-hexylthiophene)(P3HT),受体材料为[6,6]-phenyl—C60-butyricacidmethylester(PCBM),器件结构为ITO/ZnO/P3HT:PCBM/NPB(0,1,5,10,25nm)/Ag的反型体异质结聚合物太阳能电池.不同厚度的Ⅳ,Ⅳ’-diphenyl-N,N’-bis(1-naphthyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine(NPB)阳极缓冲层被用来改善器件性能,研究了NPB阳极缓冲层对器件特性的影响.研究发现,1nm厚的NPB改善了器件的载流子收集效率,增加了器件的短路电流与开路电压.当NPB缓冲层的厚度达到25nm时,过厚的NPB导致串联电阻增加,使得器件特性大幅下降.通过电容一电压测试,进一步研究了不同厚度NPB对器件载流子注入与收集的影响,1nm厚的NPB修饰并没有改善器件的载流子注入但是增加了器件对光生载流子的收集效率,过厚的NPB使得自由载流子的复合占据主导.适合厚度的NPB可以作为一种阳极缓冲层材料应用于聚合物太阳能电池提高器件特性.

英文摘要:

Inverted configuration bulk heterojunction polymer solar cells based on ITO/ZnO/P3HT:PCBM/NPB/Ag were fabricated, with the donor material being poly(3-hexylthiophene)(P3HT), and the acceptor material being [6, 6]-phenyl- C60-butyric acid methyl ester(PCBM). N, N'-diphenyl-N, N'-bis(l-naphthyl)-l, l'-biphenyl-4, 4'-diamine(NPB) thin anode buffer layers with different thicknesses, which were used to improve the performances of the devices; and the effects of NPB anode buffer were investigated. The insertion of 1 nm thick NPB improves charge collection of the device, both of the short circuit current and open circuit voltage are enhanced. When the thickness of NPB reaches 25 nm, the series resistances are significantly increased, leading to reduced device performances. Effects of different thicknesses of NPB on charge injection and collection are investigated by capacitance-voltage measurements. NPB with 1 nm thickness improves charge collection of the device but without improving charge injection, and the charge recombination mechanism is dominant if the NPB layer is too thick. NPB thin layer with appropriate thickness could be used to enhance the performances of bulk heterojunction polymer solar cells.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876