太陽能作為一種可持續(xù)利用的清潔能源,具有獨(dú)特的優(yōu)勢和巨大的利用潛力,利用太陽能電池將其轉(zhuǎn)化為電能是解決目前能源問題的最佳途徑之一。其中有機(jī)太陽能電池由于具有制備工藝簡單、質(zhì)量輕、成本低、易制成大面積柔性器件等優(yōu)勢,成為目前太陽能電池研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。但是器件中的界面相互作上會影響到器件光電轉(zhuǎn)換過程,最終影響到電池的能量轉(zhuǎn)化效率和穩(wěn)定性。因此,理解界面結(jié)構(gòu)與器件性能之間的內(nèi)在聯(lián)系對于研制和開發(fā)高性能有機(jī)太陽能電池至關(guān)重要。
浙江大學(xué)高分子材料與科學(xué)系的李昌治教授課題組合成了一系列富勒烯衍生物,并利用富勒烯衍生物自組裝單分子層對有機(jī)太陽能電池中ZnO電子傳輸層進(jìn)行界面修飾,發(fā)現(xiàn)Open-PCBM烯衍生物可以將器件的性能提高到10.3%。同時,在合肥光源催化與表面科學(xué)實(shí)驗(yàn)站(BL11U)利用高分辨同步輻射光電子能譜(SRPES)研究了富勒烯衍生物自組裝單分子層與ZnO薄膜相互作用以及電子結(jié)構(gòu),揭示了界面調(diào)控與器件性能的內(nèi)在聯(lián)系。相關(guān)成果“Modulate Organic-Metal Oxide Heterojunction via [1,6] Azafulleroid for Highly Efficient Organic Solar Cells1” 發(fā)表在重要期刊《先進(jìn)材料》(Advanced Materials ,DOI: 10.1002/adma.201601161)。
富勒烯衍生物結(jié)構(gòu)及相應(yīng)器件性能

ZnO薄膜表面富勒烯衍生物自組裝單分子層的N 1s和二次電子截止邊譜圖
(合肥光源提供)