應(yīng)化所通過(guò)調(diào)控介觀尺度相分離提高了聚合物光伏電池性能
時(shí)間：2008-01-11
在國(guó)家自然 科學(xué)基金委和中國(guó)科學(xué)院的支持下，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所高分子物理和化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室楊小牛課題組利用調(diào)控介觀尺度相分離的方法顯著提高了聚合物光伏電池性 能，相關(guān)工作發(fā)表在國(guó)際著名雜志Small（Small 2007, 3, 611-615）上。
導(dǎo)電聚合物/富勒烯的體相復(fù)合薄膜是一種具有優(yōu)秀光伏特性的功能薄膜，有望在下一代太陽(yáng)能電池領(lǐng)域得到應(yīng)用。根據(jù)有機(jī) 光伏電池的工作原理和特點(diǎn)，高效率的電池應(yīng)該具備以下條件：1、足夠大的兩相界面以滿足激子解離所需；2、介觀納米尺度的相分離以便空穴和電子可以被高效的傳輸?shù)较鄳?yīng)的 電極，也就是形成兩相連續(xù)的互穿網(wǎng)絡(luò)體系。該實(shí)驗(yàn)室研究人員在前期工作的基礎(chǔ)上（Nano Lett., 2005, 5, 579-583），以聚(3-己基噻吩/C60)(P3HT/C60)為例 來(lái)闡述介觀納米尺度的相分離對(duì)提高電池性能所起的突出貢獻(xiàn)。
研究人員首先成功地找到了溶解C60的方法并成功地制備到均勻的復(fù)合薄膜作為P3HT/C60體系的光敏層，然后通過(guò)優(yōu)化熱退火 處理工藝使復(fù)合薄膜的形態(tài)獲得優(yōu)化，器件性能大幅提高(轉(zhuǎn)換效率從0.32％提高到1.73％)。該課題組研究人員認(rèn)為，聚合物和C60雙組份分別結(jié)晶及其納米尺度的相分離是提高電 池性能的關(guān)鍵，因?yàn)檫@樣有利于同時(shí)滿足大面積兩相界面和形成連續(xù)傳輸通道。本工作從實(shí)驗(yàn)上直接證實(shí)了微相分離對(duì)提高聚合物光伏電池性能的貢獻(xiàn)，進(jìn)一步明確了通過(guò)優(yōu)化薄 膜形態(tài)的方法來(lái)提高聚合物太陽(yáng)能電池性能的可行性和重要性。
