搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

多温度阶梯退火对有机聚合物太阳能电池器件性能的影响

孙凯 何志群 梁春军

引用本文:
Citation:

多温度阶梯退火对有机聚合物太阳能电池器件性能的影响

孙凯, 何志群, 梁春军

Effect of multiple temperature-step annealing on the performances of polymer solar cells

Sun Kai, He Zhi-Qun, Liang Chun-Jun
PDF
导出引用
  • 以聚3-己氧基噻吩(P3HT)作为给体,富勒烯衍生物(ICBA)作为受体,制备了体异质结结构的聚合物太阳能电池,研究不同热退火条件对器件的光伏输出特性及稳定性的影响. 研究发现,采用多温度、阶梯退火比单一温度退火能使器件的光伏输出性能明显提高,与此同时器件的寿命显著延长,可以在未封装的环境下保持器件性能的稳定,减缓器件的衰退.
    In the paper, a series of bulk-heterojunction polymer solar cells using poly(3-hexyl-thiophene) (P3HT) as a donor and indene-C60 bisadduct (ICBA) as an accepter is fabricated. Effect of annealing process on the cell characteristics is investigated. It is found that the cell having a multiple temperature-step annealing can distinctly improve its photovoltaic performance. At the same time the multiple temperature-step annealing process can also significantly improve the life time of the device. The device maintains a stable performance without being encapsulated.
    • 基金项目: 科技部国际科技合作计划(批准号:2008DFA61420)、中央高校基本科研业务费(批准号:2013JBZ004)、国家自然科学基金(批准号:21174016)和高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20120009110031)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the International Science and Technology Cooperation Program of China (Grant No. 2008DFA61420), the Fundamental Research Fund for the Central Universities of China (Grant No. 2013JBZ004), the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 21174016), and the Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China (Grant No. 20120009110031).
    [1]

    Brabec C J, Durrant J R 2008 MRS. Bull. 33 670

    [2]

    Hoppe H, Sariciftci N S 2006 J. Mater. Chem. 16 45

    [3]

    Yu H Z, Peng J B, Liu J C 2009 Acta Phys. Sin. 58 669 (in Chinese) [於黄忠, 彭俊彪, 刘金成 2009 物理学报 58 669]

    [4]

    Krebs F C 2009 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 93 465

    [5]

    Krebs F C, Tromholt T, Jorgensen M 2010 Nanoscale 2 873

    [6]

    Yang Q Q, Zhao S L, Zhang F J, Yan G, Kong C, Fan X, Zhang Y F, Xu X R 2012 Chin. Phys. B 21 128402

    [7]

    Verploegen E, Mondal R, Bettinger C J, Sork S, Tongey M F, Bao Z N 2010 Adv. Funct. Mater. 20 3519

    [8]

    Mihailetchi V D, Xie H X, Boer B D, Koster L J A, Blom P W M 2006 Adv. Funct. Mater. 16 699

    [9]

    AI-Ibrahim M, Ambacher O 2005 Appl. Phys. Lett. 86 201120

    [10]

    Yang X N, Loos J, Veenstra S C, Verhees W J H, Wienk M M, Kroon J M, Michels M A J, Janssen R A J 2005 Nano Lett. 5 579

    [11]

    Yang S P, Li N, Li G, Shi J B, Li X W, Fu G S 2013 Acta Phys. Sin. 62 014702 (in Chinese) [杨少鹏, 李娜, 李光, 史江波, 李晓苇, 傅广生 2013 物理学报 62 014702]

    [12]

    He Z C, Zhong C M, Su S J, Xu M, Wu H B, Cao Y 2012 Nat. Photonics 190 1

    [13]

    Li Q, Li H Q, Zhao J, Huang J, Yu J S 2013 Acta Phys. Sin. 62 128803 (in Chinese) [李青, 李海强, 赵娟, 黄江, 于军胜 2013 物理学报 62 128803]

    [14]

    Yu H Z 2013 Acta Phys. Sin. 62 027201 (in Chinese) [於黄忠 2013 物理学报 62 027201]

    [15]

    You J, Dou L, Yoshimura K, Kato T, Ohya K, Moriarty T, Emery K, Chen C C, Gao J, Li G 2013 Nat. Commun. 4 1446

    [16]

    Yu G, Zhang C, Heeger A J 1994 Appl. Phys. Lett. 64 1540

    [17]

    Hauch J A, Schilinsky P, Choulis S A, Childers R, Biele M, Brabec C J 2008 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 92 727

    [18]

    Manceau M, Chambon S, Rivaton A, Gardette J L, Guillerez S, Lemaître N 2010 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 94 1572

    [19]

    Betancur R, Maymó M, Elias X, Vuong L T, Martorell J 2011 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 95 735

    [20]

    Kumar P, Sharma A, Singh D P 2013 Prog. Photovolt: Res. Appl. 21 950

    [21]

    Li H, Li Y F, Wang J 2012 Appl. Phys. Lett. 101 033907

    [22]

    Gallardo D E, Bertoni C, Dunn S, Gaponik N, Eychmller A 2007 Adv. Mater. 19 3364

    [23]

    Matturro M G, Reynolds R P, Kastrup R V, Pictroski C F 1985 J. Am. Chem. Soc. 108 2775

    [24]

    Schafferhans J, Baumann A, Wagenpfahl A, Deibel C, Dyakonov V 2010 Org. Electron. 11 1693

    [25]

    Liao H H, Yang C M, Liu C C, Horng S F, Meng H F, Shy J T 2008 J. Appl. Phys. 103 104506

    [26]

    Chabinyc M L, Stree R A, Northrup J E 2007 Appl. Phys. Lett. 90 123508

    [27]

    He Z, Davis F J, Olley R H, Mitchell G R 2001 Polymer 42 5351

  • [1]

    Brabec C J, Durrant J R 2008 MRS. Bull. 33 670

    [2]

    Hoppe H, Sariciftci N S 2006 J. Mater. Chem. 16 45

    [3]

    Yu H Z, Peng J B, Liu J C 2009 Acta Phys. Sin. 58 669 (in Chinese) [於黄忠, 彭俊彪, 刘金成 2009 物理学报 58 669]

    [4]

    Krebs F C 2009 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 93 465

    [5]

    Krebs F C, Tromholt T, Jorgensen M 2010 Nanoscale 2 873

    [6]

    Yang Q Q, Zhao S L, Zhang F J, Yan G, Kong C, Fan X, Zhang Y F, Xu X R 2012 Chin. Phys. B 21 128402

    [7]

    Verploegen E, Mondal R, Bettinger C J, Sork S, Tongey M F, Bao Z N 2010 Adv. Funct. Mater. 20 3519

    [8]

    Mihailetchi V D, Xie H X, Boer B D, Koster L J A, Blom P W M 2006 Adv. Funct. Mater. 16 699

    [9]

    AI-Ibrahim M, Ambacher O 2005 Appl. Phys. Lett. 86 201120

    [10]

    Yang X N, Loos J, Veenstra S C, Verhees W J H, Wienk M M, Kroon J M, Michels M A J, Janssen R A J 2005 Nano Lett. 5 579

    [11]

    Yang S P, Li N, Li G, Shi J B, Li X W, Fu G S 2013 Acta Phys. Sin. 62 014702 (in Chinese) [杨少鹏, 李娜, 李光, 史江波, 李晓苇, 傅广生 2013 物理学报 62 014702]

    [12]

    He Z C, Zhong C M, Su S J, Xu M, Wu H B, Cao Y 2012 Nat. Photonics 190 1

    [13]

    Li Q, Li H Q, Zhao J, Huang J, Yu J S 2013 Acta Phys. Sin. 62 128803 (in Chinese) [李青, 李海强, 赵娟, 黄江, 于军胜 2013 物理学报 62 128803]

    [14]

    Yu H Z 2013 Acta Phys. Sin. 62 027201 (in Chinese) [於黄忠 2013 物理学报 62 027201]

    [15]

    You J, Dou L, Yoshimura K, Kato T, Ohya K, Moriarty T, Emery K, Chen C C, Gao J, Li G 2013 Nat. Commun. 4 1446

    [16]

    Yu G, Zhang C, Heeger A J 1994 Appl. Phys. Lett. 64 1540

    [17]

    Hauch J A, Schilinsky P, Choulis S A, Childers R, Biele M, Brabec C J 2008 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 92 727

    [18]

    Manceau M, Chambon S, Rivaton A, Gardette J L, Guillerez S, Lemaître N 2010 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 94 1572

    [19]

    Betancur R, Maymó M, Elias X, Vuong L T, Martorell J 2011 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 95 735

    [20]

    Kumar P, Sharma A, Singh D P 2013 Prog. Photovolt: Res. Appl. 21 950

    [21]

    Li H, Li Y F, Wang J 2012 Appl. Phys. Lett. 101 033907

    [22]

    Gallardo D E, Bertoni C, Dunn S, Gaponik N, Eychmller A 2007 Adv. Mater. 19 3364

    [23]

    Matturro M G, Reynolds R P, Kastrup R V, Pictroski C F 1985 J. Am. Chem. Soc. 108 2775

    [24]

    Schafferhans J, Baumann A, Wagenpfahl A, Deibel C, Dyakonov V 2010 Org. Electron. 11 1693

    [25]

    Liao H H, Yang C M, Liu C C, Horng S F, Meng H F, Shy J T 2008 J. Appl. Phys. 103 104506

    [26]

    Chabinyc M L, Stree R A, Northrup J E 2007 Appl. Phys. Lett. 90 123508

    [27]

    He Z, Davis F J, Olley R H, Mitchell G R 2001 Polymer 42 5351

  • [1] 韦宜政, 孙超, 朱启轩. 浅海矢量声场极化特性的深度分布规律(已撤稿). 物理学报, 2024, 73(9): 094302. doi: 10.7498/aps.73.20231767
    [2] 刘思雯, 任立志, 金博文, 宋欣, 吴聪聪. 溶液法制备二维钙钛矿层提高甲脒碘化铅钙钛矿太阳能电池稳定性. 物理学报, 2024, 73(6): 068801. doi: 10.7498/aps.73.20231678
    [3] 王静, 高姗, 段香梅, 尹万健. 钙钛矿太阳能电池材料缺陷对器件性能与稳定性的影响. 物理学报, 2024, 73(6): 063101. doi: 10.7498/aps.73.20231631
    [4] 陈昊鹏, 聂永杰, 李国倡, 魏艳慧, 胡昊, 鲁广昊, 李盛涛, 朱远惟. 聚合物分散液晶薄膜的极化特性及其对电光性能的影响. 物理学报, 2023, 72(17): 177701. doi: 10.7498/aps.72.20230664
    [5] 闫雅婷, 张景研, 李斌旗, 朱志立, 谷锦华. 碱金属碘化物和氢碘酸共添加低温制备高稳定的CsPbI3薄膜. 物理学报, 2021, 70(11): 118401. doi: 10.7498/aps.70.20201950
    [6] 颜佳豪, 陈思璇, 杨建斌, 董敬敬. 吸收层离子掺杂提高有机无机杂化钙钛矿太阳能电池效率及稳定性. 物理学报, 2021, 70(20): 206801. doi: 10.7498/aps.70.20210836
    [7] 胡前库, 秦双红, 吴庆华, 李丹丹, 张斌, 袁文凤, 王李波, 周爱国. 三元Nb系和Ta系硼碳化物稳定性和物理性能的第一性原理研究. 物理学报, 2020, 69(11): 116201. doi: 10.7498/aps.69.20200234
    [8] 胡前库, 侯一鸣, 吴庆华, 秦双红, 王李波, 周爱国. 过渡金属硼碳化物TM3B3C和TM4B3C2稳定性和性能的理论计算. 物理学报, 2019, 68(9): 096201. doi: 10.7498/aps.68.20190158
    [9] 王丹, 邹娟, 唐黎明. 氢化二维过渡金属硫化物的稳定性和电子特性: 第一性原理研究. 物理学报, 2019, 68(3): 037102. doi: 10.7498/aps.68.20181597
    [10] 张丹霏, 郑灵灵, 马英壮, 王树峰, 卞祖强, 黄春辉, 龚旗煌, 肖立新. 影响杂化钙钛矿太阳能电池稳定性的因素探讨. 物理学报, 2015, 64(3): 038803. doi: 10.7498/aps.64.038803
    [11] 薛丽, 易林. Al掺杂对合金Mg1-xTix及其氢化物稳定性的影响. 物理学报, 2013, 62(13): 138801. doi: 10.7498/aps.62.138801
    [12] 张新稳, 胡琦. 有机电致发光器件的稳定性. 物理学报, 2012, 61(20): 207802. doi: 10.7498/aps.61.207802
    [13] 崔健, 罗积润, 朱敏, 郭炜. 休斯结构多间隙耦合腔的稳定性分析. 物理学报, 2011, 60(6): 061101. doi: 10.7498/aps.60.061101
    [14] 唐春森, 孙跃, 戴欣, 王智慧, 苏玉刚, 呼爱国. 感应电能传输系统多谐振点及其自治振荡稳定性分析. 物理学报, 2011, 60(4): 048401. doi: 10.7498/aps.60.048401
    [15] 王晓娟, 龚志强, 周磊, 支蓉. 温度关联网络稳定性分析Ⅰ——极端事件的影响. 物理学报, 2009, 58(9): 6651-6658. doi: 10.7498/aps.58.6651
    [16] 杨凤霞, 张端明, 邓宗伟, 姜胜林, 徐 洁, 李舒丹. 基体电导率对0-3型铁电复合材料高压极化行为及损耗的影响. 物理学报, 2008, 57(6): 3840-3845. doi: 10.7498/aps.57.3840
    [17] 孙贤明, 哈恒旭. 基于反射太阳光反演气溶胶光学厚度和有效半径. 物理学报, 2008, 57(9): 5565-5570. doi: 10.7498/aps.57.5565
    [18] 朱振业, 王 彪, 郑 跃, 王 海, 李青坤, 李晨亮. 应力作用下铁电超晶格BaTiO3/SrTiO3的结构和极化的第一性原理研究. 物理学报, 2007, 56(10): 5986-5989. doi: 10.7498/aps.56.5986
    [19] 徐任信, 陈 文, 周 静. 聚合物电导率对0-3型压电复合材料极化性能的影响. 物理学报, 2006, 55(8): 4292-4297. doi: 10.7498/aps.55.4292
    [20] 郭冠军, 苏 林, 毕思文. 风成海面的极化辐射. 物理学报, 2005, 54(5): 2448-2452. doi: 10.7498/aps.54.2448
计量
  • 文章访问数:  6577
  • PDF下载量:  459
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-09-21
  • 修回日期:  2013-10-31
  • 刊出日期:  2014-02-05

/

返回文章
返回