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利用不同阴极缓冲层来改善Pentacene/C60太阳能电池的性能

刘瑞 徐征 赵谡玲 张福俊 曹晓宁 孔超 曹文喆 龚伟

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利用不同阴极缓冲层来改善Pentacene/C60太阳能电池的性能

刘瑞, 徐征, 赵谡玲, 张福俊, 曹晓宁, 孔超, 曹文喆, 龚伟

Inserting various cathodic buffer layers to enhancethe performance of Pentacene/C60based organic solar cells

Liu Rui, Xu Zheng, Zhao Su-Ling, Zhang Fu-Jun, Cao Xiao-Ning, Kong Chao, Cao Wen-Zhe, Gong Wei
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  • 制备了结构为ITO/Pentacene/C60/Al的双层光伏电池器件,在C60/Al界面插入了常用的缓冲层材料bathocuproine(BCP)作为阴极缓冲层,通过优化BCP层的厚度来提高电池的性能并研究了阴极缓冲层的作用机理.实验发现,BCP厚度为10 nm时器件的效率最高,为0.46%.在此基础上,利用bathophenanthroline(Bphen)和3,4,9,10-Perylenetetracarb-oxylicdianhydride(PTCDA
    Devices with the structure of ITO/Pentacene/C60/Al were prepared. Then, in order to enhance the performance of these cells and study the mechanism of the cathodic buffer layer, bathocuproine (BCP) of different thickness were inserted between C60 and Al. When inserting 10 nm BCP, the power conversion effciency of the cell is as high as 0.46%. On this basis, bathophenanthroline (Bphen) and 3, 4, 9, 10-Perylenetetracarb-oxylicdianhydride (PTCDA) are used instead of BCP, so as to compare and discuss the effects on the performance of the solar cells caused by the electron mobility and optical absorption properties of the cathodic buffer layers. As the electron mobility of Bphen is two orders of magnitude higher than that of BCP, the efficiency of devices with Bphen as the buffer layer was improved to 0.56%. Furthermore, the absorption spectrum of devices was obviously enhanced by inserting PTCDA material which has large absorption in visible light region, and the highest current density of such device was enhanced to 5.97 mA/cm2 and the efficiency was 0.87%.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:60978060,10974013,10804006),教育部博士点基金(批准号:20090009110027),北京市自然科学基金(批准号:1102028),北京市科委(批准号:Z090803044009001),科技部国际合作计划(批准号:2008DFA61420),北京交通大学"红果园双百计划"资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-07-02
  • 修回日期:  2010-09-01
  • 刊出日期:  2011-05-15

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