摘要:
为了了解体异质结聚合物太阳能电池(BHJ PSCs)活性层中空穴传输层(HTL)与富勒烯衍生物之间界面接触的影响,我们成功合成了咔唑(Cz)连接苯基喹啉(PhQ)的富勒烯衍生物 PhQHCz-C61BM 和 PhQEOCz-C61BM。它们被用作受体,活性层中有一个聚(3-己基噻吩)(P3HT)供体,PEDOT:PSS 和 MoO3 被用作 HTL。这两种衍生物在普通有机溶剂中的溶解度都很高,并且具有很高的热稳定性。利用 ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PhQHCz-C61BM/LiF/Al、ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PhQEOCz-C61BM/LiF/Al 和 ITO/MoO3/P3HT:PhQHCz-C61BM/LiF/Al、ITO/MoO3/P3HT:PhQEOCz-C61BM/LiF/Al 等配置制作了 BHJ PSC,并在 AM1.5G(100 mW cm-2)条件下测量了器件特性。当使用 PEDOT:PSS 作为 HTL 时,两种衍生物的功率转换效率(PCE)都低得多,仅为 0.1%。相反,用 MoO3 取代 PEDOT:PSS 作为 HTL 时,PCE 上升到 2.2%。这是由于 HTL 中 PEDOT:PSS 的 -SO3H 基团质子化了活性层中受体的吡啶氮,在界面接触处建立了电荷注入屏障,导致电极上的电荷收集受到限制。对甲苯磺酸中的 -SO3H 基团对 PhQHCz-C61BM 中吡啶基氮的质子化作用间接证实了这一点。