摘要:
一项详细的模型研究显示,通过对共轭给体聚合物的表面能进行侧链官能团化,薄膜形态和体异质结太阳能电池的性能可以得到显著提升。将具有不同氰基己烷侧链含量的噻吩侧二酮吡咯吡咯(DPP)部分掺入到由茚并二噻吩(IDT)给体和DPP受体组成的三个低带隙共轭共聚物(PIDTDPP1、PIDTDPP2和PIDTDPP3)中。所得聚合物在常见有机溶剂中具有良好的溶解性,并表现出相似的能级、带隙和空穴迁移率。然而,将氰基引入侧链末端会显著改变其表面能。原子力显微镜(AFM)获得的形貌图像证明,聚合物和PC71BM之间更好的匹配表面能导致了更好的混溶度,从而产生了更好的BHJ薄膜形态。与表面能增强一致,BHJ光伏器件的性能从PIDTDPP1的0.97%提高到PIDTDPP2的2.16%,再到PIDTDPP3的3.67%。这些结果清楚地表明,调整表面能是改善BHJ活性层形态和光伏器件效率的有效方法。