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刮涂法制备聚合物薄膜太阳能电池有彬聚合物太阳能电池因其低廉的制备成而成为当前国际上的热点研究领域’S斜吴江,谢志元‘发光学报研摘要:系统地研究了采用刮涂法制备聚合物薄膜太阳能电池时刮涂速度和基底温度对活性层厚度以及形貌·篬:本和潜在的高能量转换效率壳耙丫%聚合物太阳能电池具有可在柔性衬底上制备、重量轻、可利用卷对卷加工技术制备等优点,这是传统的无机晶体硅太阳能电池所不具备的9涂法作为一种可与卷对卷加工技术结合的制膜方法,已被应用于染料敏化电池和聚合物太阳能电池的制备中哺。啊S胄糠椒ㄏ啾龋瓮糠椒ǖ优点是其在制备薄膜时材料的利用率高¨副;同时该方法可与卷对卷工艺相结合实现薄膜大面积的制备,具有大面积连续加工薄膜光伏电池的潜力。在聚合物薄膜太阳能电池中,活性层通常由第卷第年文章编号:的影响。。与旋涂方法相比,刮涂方法制备的活性层薄膜具有更小的粗糙度和精细的相分离结构,从而减少了光伏电池的漏电流并提高了填充因子。利用刮涂方法制备的聚合物太阳能电池能量转换效率达到了%。关键词:刮涂法;聚合物太阳能电池;能量转换效率中图分类号:.文献标识码:琗、.泄蒲г撼ご河τ没а芯克叻肿踊в胛锢砉抑氐闶笛槭遥A殖ご’鮏珻,·,:』池痑瓼.:.甀畐甅:猘.%收稿日期:修订日期:基金项目:国家自然科学基金;吉林省科技发展计划手钅作者简介:吴江,,主要从事聚合物光伏器件的研究。。.痜瓹篸籶籩口
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验峁胩致共轭聚合物和富勒烯衍生物共混形成,活性层的厚度及形态结构对太阳能电池的性能具有重要影响。由于共轭聚合物中激子的扩散长度较短~’“虼司酆衔锔宀牧虾褪芴宀料焕障┭苌需要形成纳米尺度的互穿网络结构实现激子的有效分离和电荷的收集。当入射光照射到活性层薄膜时,产生的激子在给受体的界面处分离成电子和空穴,并分别通过由给受体材料形成的连续的互穿网络结构传输到阴极和阳极产生电流,而由于激子扩散长度的限制,需要将相分离的程度控制在段谝蕴岣呒ぷ的分离效率。同时,活性层的厚度也是影响电池性能的重要因素。过薄的活性层薄膜对于入射光的吸收率比较低,并且容易产生较大的漏电流;过厚的活性层薄膜会导致电荷无法导出,影响电池的能量转换效率。因此对影响刮涂薄膜厚度和形态的因素进行研究,制备出厚度和形态最佳的活性层薄膜是非常必要的。在刮涂制备活性层薄膜过程中,刮刀移动速度、刀口与基底间狭缝的大小、基底表面能、溶液表面张力和溶液浓度等条件对薄膜厚度和形貌具有重要影响¨,而且不同的基底温度导致的溶剂挥发速率的不同,也会影响到薄膜的相分离形貌。因此本文对刮涂工艺中刮涂速度和基底温度对活性层薄膜厚度和形貌的影响进行了系统研究,并通过对工艺参数的调节有效控制了活性层薄膜的相分离结构。与旋涂方式相比,刮涂法制备的薄膜经过婧笸嘶鸫砭哂懈偷木粗糙度和适合的相分离形貌,从而获得了最佳的能量转换效率。实验中采用铟锡氧化物Aё魑Q极,/灿作为阴极,聚,灰蚁┗踵绶粼泳郾揭蚁┗撬魑Q艏ń缑层,聚夯绶透焕障┭苌的共混物柿勘任:作为活性层。活性材料以氯苯为溶剂,其中的质量浓度为/。聚合物薄膜太阳能电池的结构为疨:疨篜疞/。具体实验方法如下:依次用清洗剂和去离子水对带有电极图案的基板进行表面清洁以除去表面污染物,然后放入干燥