光交联型窄带隙共聚物的合成及其对本体异质结聚合物太阳电池稳定性的影响

摘要

本体异质结聚合物太阳电池的活性层通常是由聚合物给体和富勒烯受体通过机械混合而成，活性层的聚合物和富勒烯分子从热力学角度倾向于各自聚集，由此形成的纳米微相分离结构是热不稳定的，造成电池稳定性较差。为了提高活性层薄膜形貌稳定性，本文设计并合成出新型的溴基团取代的光交联型窄带隙聚合物PBDTTT-Br25和PBDTTT-Br50。经光引发交联后的聚合物薄膜表现出良好的抗溶剂性和形貌稳定性，且不影响聚合物分子排列及载流子传输性能。通过研究热退火对共混膜形貌的影响，发现使用光交联材料可以有效抑制富勒烯分子聚集，并提高聚合物太阳电池的热稳定性。基于PBDTTT-Br25和PBDTTT-Br50的器件光电转换效率分别为5．17％和4．48％，相比于基于聚合物PBDTTT的器件效率（4．26％），性能得到明显的提高。