基於新型電子傳輸層的高效穩定聚合物太陽電池研究

《基於新型電子傳輸層的高效穩定聚合物太陽電池研究》是依託浙江大學，由任廣禹擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於新型電子傳輸層的高效穩定聚合物太陽電池研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：任廣禹
• 項目類別：面上項目

項目摘要

可溶液加工的電子傳輸層（ETL）是實現高效、低成本和大面積的聚合物太陽電池（PSC）技術的關鍵之一。ETL不但需要高效地從活性層選擇性的提取載流子並傳向電極，同時還需要可溶液塗布併兼容多層加工工藝。傳統的有機界面材料由於電子傳輸能力較差（或為絕緣性）及僅適用於單一溶劑處理，制約了PSC的實用化發展。本研究旨在設計製備新型多功能聚合物電子傳輸材料，並將其作為電子傳輸層引入到PSC中提高器件的性能和穩定性。重點探索分子重組能與材料結構和遷移率之間的構效關係，研究基於陰離子引發的電子轉移來摻雜或自摻雜製備能級可控的高導電性n型聚合物材料的方法，通過溫和的光引發交聯和摻雜劑來實現形貌穩定、可多層塗布並壓印成形的高導電有機電子傳輸層，揭示電子傳輸層在器件中的工作機制，發展有效策略以減少界面與活性層的電荷複合以及提高從活性層到電極的電子提取效率，進一步推動並實現聚合物光伏器件能量轉換效率新的突破。

結題摘要

可溶液加工的有機電荷傳輸層是實現高效，低成本和大面積的聚合物和鈣鈦礦太陽電池技術的關鍵之一。 電荷傳輸層不但需要高效地從活性層選擇性的提取載流子並傳向對應電極，同時還需要可溶液塗布併兼容多層加工工藝。傳統的有機界面材料由於電子傳輸能力較差且僅適用於單一溶劑處理，制約了聚合物和鈣鈦礦太陽電池的效率及其實用化發展。通過本項目的實施，我們通過研究闡明有機分子結構/性質的相互影響關係，發展了一批新型可溶液加工的有機傳輸層材料，研究成果包括了可溫和溶液製程、厚度變化對效率不敏感的電荷傳輸層分子，顯著提升器件能量轉換效率和穩定性，多次實現了報導當時的聚合物和鈣鈦礦太陽電池的效率世界紀錄。相關工作發表學術論文22 篇，對於推動聚合物和鈣鈦礦太陽電池實用化發展具有重要意義，並取得具有一定國際影響力。