中科院苏州纳米所马昌期

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有机聚合物光伏电池光诱导本征减过程机理研究

马昌期

中国科学院中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，印刷电子技术研究中心，江苏省苏州市工业园区若水路398号，邮编：215123

cqma2011@sinano.ac.cn

有机聚合物光伏电池因其质轻性柔、可溶液法加工制备等优势，在便携式充电设备、光伏大棚、光伏建筑一体化等方面具有很好的应用前景。目前，实验室有机聚合物光伏电池的光电转换效率已经突破了17%[1]，完全能够满足实际应用需求。相比之下，器件的稳定性能成为决定有机聚合物光伏走向市场的关键。光伏器件工作过程中不可避免需要光照，因此光诱导条件下光伏电池的本征衰减过程是有机聚合物薄膜光伏的一个核心科学问题。本报告将介绍本课题组近年来在有机聚合物光伏电池光诱导衰减本征衰减过程研究的一些进展。研究结果表明，有机聚合物-富勒烯薄膜光伏电池的衰减过程通常表现出明显的负载依赖性，这表明衰减过程与光活性层内部激发态分子的浓度密切相关。结合聚合物薄膜结构形貌以及光谱等比较分析，确定其本征衰减与活性层与富勒烯分子的光诱导聚集行为密切相关系[2]。在这一机理理解的基础上，研究组筛选出稳定剂，有效实现了器件的稳定性能[3]。进一步的机理分析结果表明，所使用的稳定剂能够有效减少聚合物的氧化，同时有助于提高富勒烯分子的电荷迁移率，并有效猝灭富勒烯分子的激发三重态，从而实现了效率和稳定性的同步提升。报告最后还将简要介绍课题组在非富勒烯类聚合物薄膜光伏稳定性研究方面的初步成果。

关键词：聚合物光伏电池；本征衰减；负载依赖性；光诱导衰减

参考文献：

[1] Meng, L.; Zhang, Y.; Wan, X.; Li, C.; Zhang, X.;Wang, Y.; Ke, X.; Xiao, Z.; Ding, L.; Xia, R.; Yip, H.-L.; Cao, Y.; Chen, Y.,Science 2018, DOI: 10.1126/science.aat2612.

[2] Yan, L.; Yi, J.; Chen, Q.; Dou, J.; Yang, Y.;Liu, X.; Chen, L.; Ma, C.-Q., J. Mater. Chem. A 2017, 5: 10010.

[3] Yan, L.; Yi, J.; Ma, C.-Q., et. al. unpublishedresults.