巯基聚芴材料合成及其在太阳电池界面修饰层中的应用

项目名称： 巯基聚芴材料合成及其在太阳电池界面修饰层中的应用

项目编号： No.21274134

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 孙明亮

作者单位： 中国海洋大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 最近1-2年内，聚合物太阳电池实现了8-9％的能量转化效率，研究者坚信商业化的15％能量转化效率的聚合物太阳电池即将实现。最近的研究表明，除了新型给受体的材料合成与器件优化外，界面材料也是非常重要的研究方向。通过采用界面材料修饰，能够同时提高器件的开路电压、短路电流、填充因子和能量转化效率。本课题针对广泛研究的氨基聚芴/铝复合电极，提出巯基聚芴/金复合电极作为聚合物太阳电池阴极，预期巯基聚芴/金复合电极能提供比氨基聚芴/铝复合电极更高的电偶极矩，进而提高电池器件的开路电压约0.2V。另外，针对广泛研究的氨基聚芴作为修饰材料，电子迁移率不高，影响器件性能的问题，我们提出在巯基聚合物中引入强的吸电子基团，提高其电子迁移率，进而提高聚合物太阳电池性能。我们预计通过上述两种方法，可提高聚合物太阳电池性能约10－20％左右，将PTB7体系（一种最高效率聚合物太阳电池材料）实现9-10％能量转换效率。

中文关键词： 聚芴；聚合物太阳电池；苯并二噻吩；界面修饰；

英文摘要： In the past two years, polymer solar cells(PSC) have realized 8-9% power conversion efficiency (PCE),and the researchers believe that power conversion efficiency (PCE) will achieve 15% in the next few years. Besides the donor/acceptor synthesis and device optimization,the interlayer is also one of the most important research fields. Polymer solar cells with electrode interlayer can improve the power conversion efficiencies （PCE）, open-circuit voltage (Voc), short-circuit current density (Jsc) and fill factor(FF)simultaneously.Up to now, devices with interlayer is one of the methods to realize the world record PCE in PSC research. The ammonium based polyfluorene (PFN) interlayer works well for aluminum electrode based solar cells devices, but the build-in potential between PFN/Al is around 0.2-0.3V and the electron mobility of PFN is low. The researchers should continue to increase build-in potential in the interface and improve the electron mobility of the interlayer materials. So our proposal is to introduce thiol into the polyfluorene (PF)sidechain and high electron mobility segment in the backbone.The thiol group will have strong effect with high work-function electrode (Au or Ag)of PSC.By copolymerization, we can modulate the energy band gap,energy level and electon moblility of the thiol modified polyfluore

英文关键词： Polyfluorene；polymer solar cells；benzodithiophene；interfacial modification；