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二甲基亚砜添加剂对聚合物太阳能电池性能的影响(英文)

发布时间:2018-09-01 19:59
【摘要】:研究了二甲基亚砜(DMSO)掺杂浓度对基于聚(3-己基噻吩)(P3HT)和(6,6)-苯基碳60丁酸甲酯(PCBM)为有源层的聚合物太阳能电池性能影响。结果表明,掺杂DMSO可以提高聚合物太阳能电池短路电流密度和填充因子。DMSO掺杂质量比为3%时,电池短路电流密度提高到7.88mA·cm-2,填充因子为55.5%。能量转换效率达到2.54%,相比没有掺杂DMSO的电池,能量转换效率提高了17%。傅里叶变换红外光谱被用于鉴定和分析掺杂DMSO对材料P3HT∶PCBM化学性质的影响。傅里叶变换红外光谱表明,掺杂后P3HT和PCBM的化学性质都没有改变。为分析掺杂DMSO改善器件能量转换效率的原因,通过紫外-可见光谱和电流密度-电压特性曲线分别表征器件的光吸收能力以及电致发光器件的载流子迁移率。与P3HT∶PCBM薄膜相比,P3HT∶PCBM∶DMSO薄膜在可见光范围内的吸收峰有明显红移且吸收强度增强。可见光吸收的改善是实现短路电流密度提高的有力保障。太阳能电池性能的增强是因为DMSO的掺杂提高了P3HT∶PCBM的载流子迁移率和吸收光谱宽度。
[Abstract]:The effect of dimethyl sulfoxide (DMSO) doping concentration on the performance of polymer solar cells based on poly (3-hexylthiophene) (P3HT) and (6H6) -phenyl carbon-60 butyrate (PCBM) was investigated. The results show that the short circuit current density of polymer solar cells can be increased by doping DMSO and the filling factor. DMSO doping mass ratio is 3, and the short circuit current density of polymer solar cells can be increased to 7.88mA cm-2, filling factor of 55.5. The energy conversion efficiency is 2.54. Compared with the cells without DMSO, the energy conversion efficiency is increased by 17.7%. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) was used to identify and analyze the influence of doped DMSO on the chemical properties of P3HT:PCBM. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) shows that the chemical properties of P3HT and PCBM have not changed after doping. In order to analyze the reason why doped DMSO can improve the energy conversion efficiency, the optical absorption capacity and carrier mobility of electroluminescent devices are characterized by UV-Vis spectra and current-density voltage characteristic curves, respectively. Compared with P3HT:PCBM thin film, the absorption peak of P3HT: PCBM: DMSO thin film is red-shifted and the absorption intensity is enhanced in the visible range. The improvement of visible light absorption is a powerful guarantee to increase short circuit current density. The enhancement of solar cell performance is due to the increase of carrier mobility and absorption spectrum width of P3HT:PCBM with DMSO doping.
【作者单位】: 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;
【基金】:Chinese Natural Science Fund Project(61335006,61378073,61527817) Beijing Science and Technology Committee(Z151100003315006)
【分类号】:TM914.4

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本文编号:2218192

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