・ １９０・ 材料导报 ２０１４年５月第２８卷专辑２３ 热处理ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ对聚合物太阳电池性能的影响 郭 颖 ，刘桂林 ，严慧敏 ，朱冰洁 ，朱华新 ，李 帅 ，于海明 ，李果华 。 （１无锡市江南大学理学院，无锡２１４１２２；２无锡市江南大学物联网工程学院，无锡２１４１２２； ３江苏省（尚德）光伏技术研究院，无锡２１４０２８） 摘要Ｐｏｌｙ（３，４－ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）。ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅ－ｓｕｌｆｏｎａｔｅ）（ＰＥ【）０Ｔ：ＰＳＳ）的性质对聚合物电池性 能有很大影响，热处理不仅能提高其导电性，还能改善其形貌。将旋涂好的ＰＥＩ）ｏＴ：ＰＳＳ分别在真空条件以及氮气 气氛下进行热处理，结果发现与真空下热处理相比，在氮气气氛下热处理的ＰＥＤ０Ｔ：ＰＳＳ颗粒连接性较好，电导率 较高，透过率也较高，旋涂活性层后薄膜粗糙度也较低。制备的电池与在真空条件下的比较，短路电流提高了约 ６５ ，填充因子提高了约２２ ，使得光电转换效率提高了约１４７ ，达到０．３７ 。 关键词 太阳能电池聚合物ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ热处理 中图分类号：ＴＮ ３０４．５ 文献标识码：Ａ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ ｏｎ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌ ＧＵＯ Ｙｉｎｇ ，ＬＩＵ Ｇｕｉｌｉｎ２，ＹＡＮ Ｈｕｉｍｉｎ ，ＺＨＵ Ｂｉｎｇｊ ｉｅ ，ＺＨＵ Ｈｕａｘｉｎ ，ＬＩ Ｓｈｕａｉ ， ＹＵ Ｈａｉｍｉｎｇ ，ＬＩ Ｇｕｏｈｕａ ，。 （１ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｊｉａｎｇｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｘｉ ２１４１２；２ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｘｉ ２１４１２２； ３ Ｊｉａｎｇｓｕ（Ｓｕｎｔｅｃｈ）Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ Ｐｈｏｔｏｖｏｈａｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｘｉ ２１４０２８） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ｏｆ ｐｏｌｙ（３，４－ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）。ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅ－ｓｕｌｆｏｎａｔｅ） （ＰＥＤ０Ｔ：ＰＳＳ）ｆｉｌｍｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｓｐｉｎ－ｃｏａｔｉｎｇ ａｎｄ ａｎｎｅａｌｉｎｇ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆｉｌｍｓ ａｎｎｅａｌｅｄ ｉｎ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｈａｖｅ ｂｅｔｔｅｒ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ａｎｄ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ ｗａｓ ａｌｓｏ ｂｅｔｔｅｒ ａｆｔｅｒ ｓｐｉｎ－ｃｏａｔｅｄ ａｃｔｉｖｅ ｌａｙｅｒ．Ｓｈｏｒｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｎｄ ｆｉｌｌ ｆａｃｔｏｒ ｗａｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｂｙ ６５ ａｎｄ ２２ ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｌｅａｄｉｎｇ ｔＯ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｂｙ １４７ ，ｒｅａｃｈｉｎｇ ０．３７ ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ，ｐｏｌｙｍｅｒ，ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ，ａｎｎｅａｌｉｎｇ 有机聚合物太阳能电池顾名思义是以有机聚合物材料 为活性层制作而成的电池，由于其具有材料来源广泛、质量 轻、制备工艺简单（可通过旋涂、刮刀、丝网印刷、喷墨打印等 方法成膜）、可大面积成膜、柔性＿１ 等优良特点而成为人们近 年来研究的热点。聚３一己基噻吩（Ｐ３ＨＴ）和［６，６］一ｐｈｅｎｙｌ— Ｃ６１一ｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ ｍｅｔｈｙｌ ｅｓｔｅｒ（ＰＣＢＭ）是常用的活性层材料， 们通过研究发现热处理能提高其导电性，并能改善其形 貌 ，如在氨气和氮气气氛下 。 以及空气中 热处理，然而大 部分工作仅讨论了热处理对薄膜光学性能和电学性能的研 究，并未讨论由此对聚合物太阳电池性能所产生的影响。本 实验研究了在不同气氛下热处理对ＰＥＤ０Ｔ：ＰＳＳ薄膜电学 性质、形貌的影响以及由此对有机聚合物太阳电池性能产生 的影响。 然而这种电池的效率较低，只有５ 左右［２］，提高电池效率是 科研工作者奋斗的目标，载流子从活性层到电极的传输过程 是影响电池效率的重要因素之一，所以活性层和电极之间的 １ 实验 １．１试剂与材料 ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ）、Ｐ３ＨＴ（ＦＷ：１６６．２８ ｇ／ 界面性质决定了光生电流的大小。通常情况下人们会在氧 化铟锡（ＩＴＯ）和活性层之间插入Ｐ型的ｐｏｌｙ（３，４－ｅｔｈｙｌｅｎｅ～ ｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）。ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅ－ｓｕｌｆｏｎａｔｅ）（ＰＥＤ０Ｔ：ＰＳＳ）， ｍｏｌ／ｕｎｉｔｌ，朔纶有机光电科技（北京）有限公司）、ＰＣＢＭ（ＦＷ： ９１０．６６ ｇ／ｔｏｏｌ，朔纶有机光电科技（北京）有限公司）、ＩＴＯ导 电玻璃（≤１５ｆｌ／口，透过率不低于８６ ，中国南玻集团股份 有限公司）、Ａ１（９９．９９ ）、丙酮、乙醇、氯苯等均为分析纯（国 药集团化学试剂有限公司）。 它能起到阻隔电子传输空穴的作用，与此同时，ＰＥＤＯＴ： ＰＳＳ的功函数约为５．０ ｅＶ，比ＩＴＯ的功函数（４．７ ｅＶ）高，有 利于空穴的注入，还能使电极和活性层之间形成欧姆接触有 利于收集电荷，同时起到修饰ＩＴＯ电极表面的作用＿３“］。因 此，ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ的性质对电池的性能有很大影响。然而， １．２器件的制备 将刻蚀好的ＩＴＯ玻璃在室温下（２０℃）经过丙酮、乙醇、 ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ在水溶液中旋涂得到的薄膜电导率较低，人 ＊高校基本科研业务费资助项目（ＪＵＳＲＰｌｌ１Ａ２２）；江苏省创新工程（ＣＸＺＺ１３—０７４２）；江南大学博士基金（ＪＵＤＣＦ１３００３９） 郭颖：女，博士，主要从事聚合物太阳电池研究 Ｅ－ｍａｉｌ：ｉａｍｇｕｏｙｉｎｇ＠ａｌｉｙｕｎ．ｃｏｒｎ
