西安理工大学 自动化与信息工程学院, 西安 710048
采用P3HT∶PBDT-TT-C∶PC61BM为活性层,通过溶液旋涂和高真空蒸镀工艺制备了覆盖可见光范围的高探测率有机光电探测器.利用原子力显微镜、紫外可见吸收光谱和荧光光谱研究了窄带隙聚合物红光吸收材料PBDT-TT-C掺入P3HT∶PC61BM对活性层薄膜光学特性和器件电学特性的影响.研究发现当活性层中P3HT∶PBDT-TT-C∶PC61BM质量比为8∶2∶10时,活性层的响应光谱范围拓宽到350~780 nm.其探测器在－1 V偏压下红绿蓝三基色的光响应度和外量子效率分别达到了422 mA/W、464 mA/W、286 mA/W和83%、108%、77%,比探测率均达到1012Jones以上.结果表明,在有机光电探测器活性层中掺入吸收光谱互补的有机材料,在保证薄膜微观形貌的基础上,通过调节三元混合材料的质量比,不仅可以优化载流子的产生和输运,提高器件的光电流,还可通过第三组分的掺入促进薄膜结晶,减小器件的暗电流.
有机光电探测器 三元体异质结 荧光光谱 能量传递 Organic photodetector Ternary heterojunction Fluorescence spectroscopy Energy transfer PBDT-TT-C PBDT-TT-C 光子学报
2019, 48(10): 1004001
1 泰山学院 机械与建筑工程学院,山东 泰安 271021
2 泰山学院 光伏材料与建筑一体化研究所, 山东 泰安 271021
利用光学近场激发与局域理论, 通过光学仿真软件建立银/金方阵微纳结构理论模型, 使用高分辨率光刻技术构建基于完美吸收体的聚合物/富勒烯太阳能电池结构, 实现活性层对太阳光谱从紫外到近红外全波段光谱的完美吸收, 提高了聚合物电池能量转换效率.设计和制备了结构上类似、彼此具备良好的“相容性”、在吸收光谱上互补的新型给体材料.与富勒烯受体材料混合制作三元体系的太阳能电池, 以最大程度地匹配太阳光谱, 该方法可以有效地提高器件对太阳光的响应能力, 产生大量的光生载流子, 大幅度地提高短路电流密度和开路电压.本文研究有望为获得新一代高效率、高稳定性的聚合物光伏器件提供参考.
聚合物富勒烯太阳能电池 三元体系异质结 Ag/Au matrix微纳结构理论模型 完美吸收体 性能仿真 Polymer fullerene solar cells Ternary heterojunction Ag/Au matrix micro- nano Structure Perfect absorber Performance simulation
