【摘要】：研究了二甲基亞砜(DMSO)摻雜濃度對(duì)基于聚(3-己基噻吩)(P3HT)和(6,6)-苯基碳60丁酸甲酯(PCBM)為有源層的聚合物太陽能電池性能影響。結(jié)果表明,摻雜DMSO可以提高聚合物太陽能電池短路電流密度和填充因子。DMSO摻雜質(zhì)量比為3%時(shí),電池短路電流密度提高到7.88mA·cm-2,填充因子為55.5%。能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到2.54%,相比沒有摻雜DMSO的電池,能量轉(zhuǎn)換效率提高了17%。傅里葉變換紅外光譜被用于鑒定和分析摻雜DMSO對(duì)材料P3HT∶PCBM化學(xué)性質(zhì)的影響。傅里葉變換紅外光譜表明,摻雜后P3HT和PCBM的化學(xué)性質(zhì)都沒有改變。為分析摻雜DMSO改善器件能量轉(zhuǎn)換效率的原因,通過紫外-可見光譜和電流密度-電壓特性曲線分別表征器件的光吸收能力以及電致發(fā)光器件的載流子遷移率。與P3HT∶PCBM薄膜相比,P3HT∶PCBM∶DMSO薄膜在可見光范圍內(nèi)的吸收峰有明顯紅移且吸收強(qiáng)度增強(qiáng)。可見光吸收的改善是實(shí)現(xiàn)短路電流密度提高的有力保障。太陽能電池性能的增強(qiáng)是因?yàn)镈MSO的摻雜提高了P3HT∶PCBM的載流子遷移率和吸收光譜寬度。
[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.
【作者單位】： 北京交通大學(xué)發(fā)光與光信息技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;北京交通大學(xué)光電子技術(shù)研究所;
【基金】：Chinese Natural Science Fund Project(61335006,61378073,61527817) Beijing Science and Technology Committee(Z151100003315006)
【分類號(hào)】：TM914.4

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本文編號(hào)：2218192