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聚合物太阳能电池(polymer solar cells)是一种新型光伏技术,因其具有质量轻、柔性、可卷对卷大面积制备等优点而被研究院所和工业界广泛关注和研究。近几十年来,通过国内外研究人员的努力,聚合物太阳能电池的能量转化效率已突破11%。为实现聚合物太阳能电池的商业化应用,需要进一步提高聚合物太阳能电池的能量转化效率。此外,聚合物太阳能电池中常用的阳极界面修饰材料PEDOT:PSS的缺陷也是其面临的问题之一。 本研究主要内容包括:⑴为进一步提高聚合物太阳能电池的能量转化效率,在PTB7-Th:PC71BM活性层体系中引入混合添加剂,优化调控活性层形貌,提高了活性层中相区纯度,优化了给受体互穿网络结构,从而减少了电荷传输过程中的复合,降低了传输电阻,进而提高了短路电流和填充因子,使器件转化效率达到10.8%。具有意义的是,这种混合添加剂在PTB7:PC71BM和PBDTTT-C-T:PC71BM两个体系中,也取得了比单一添加剂更高的能量转化效率。该工作为提高聚合物太阳能电池能量转化效率提供了一种简便的方法。⑵聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT: PSS)的水溶液是聚合物太阳能电池中常用的阳极界面修饰材料,但其酸性和吸水性侵害了聚合物太阳能电池的稳定性。为解决这个问题,本论文使用N,N’-二-(1-萘基)-N,N’-二苯基-1,1’-联苯-4,4’-二胺(NPB)替代PEDOT:PSS作为阳极界面修饰材料,并用超薄的MoO3优化界面接触。在以P3HT:PC61BM和PTB7-Th:PC71BM为活性层时,其器件效率分别达到3.68%和7.29%。为阳极界面修饰材料提供了一个新的选择。