HCF4016BE

    PPV及其衍生物

    除了噻吩類(lèi)材料,聚對(duì)苯乙烯撐fpolyωheny℃ne“ny⒗ne),PPV,圖4.27及其衍生物也是一類(lèi)研究較多的材料。通常地,基于PPV類(lèi)材料的器件受制備溫度、溶劑、給體與受體比例、溶液濃度、熱處理等制備參數(shù)影響。一些常用的PPV太陽(yáng)能電池材料的結(jié)構(gòu)如圖4,27所示。PPV類(lèi)材料的一個(gè)缺點(diǎn)是有光氧化傾向。廣為接受的機(jī)理認(rèn)為光照產(chǎn)生激子后,單線態(tài)激子通過(guò)系間竄越躍遷至三線態(tài),氧與PPV材料中三線態(tài)激子發(fā)生能量轉(zhuǎn)移反應(yīng),產(chǎn)生單線態(tài)氧。單線態(tài)氧通過(guò)閉環(huán)加成反應(yīng)氧化PPⅤ材料中乙烯基團(tuán)的雙鍵,破壞了PPV的骨架,導(dǎo)致PPⅤ材料半導(dǎo)體性能的降低以及對(duì)可見(jiàn)光吸收的減弱。同時(shí),深能級(jí)陷阱也會(huì)伴隨產(chǎn)生,進(jìn)一步降低了材料的載流子輸運(yùn)能力。當(dāng)PPV材料混人Cω及其衍生物時(shí),PPV材料中單線態(tài)激子可以在躍遷到三線態(tài)之前被解離。因此C⑾及其衍生物可減少PPⅤ材料的光氧化過(guò)程。

    VnT/PTCDA體系的有序性也得到增強(qiáng)。這些特性都有助于提高基于該材料器件的光伏性能。圖4。乃(b)中的DCV5T材料,由于強(qiáng)吸電子基二氰基乙烯基(DCV)的引人,在分子內(nèi)產(chǎn)生受體-給體一受體體系,使寡聚噻吩的能隙由原來(lái)的2.5eⅤ降到1.刀cV,它與受體C⑾一起制作的雙層異質(zhì)結(jié)器件中可達(dá)3.4%。同時(shí),由于DCV基團(tuán)將材料的電離能增加到5.6eV(未被DCV取代的材料的電離能大約為5,1eη,器件的開(kāi)路電壓也提高。

    圖4.26中的DCV3Tl10:l,P3cN4HTⅡ劍和PBCN4HTl1囫都是含有強(qiáng)吸電子基CN的噻吩材料。CN的引入,一方面增加了材料的電子親和能,一方面由于LUMO能級(jí)的降低而減小材料的能隙,使這些材料可以作為電子受體應(yīng)用于太陽(yáng)能電池器件,同時(shí)能隙的降低有利于太陽(yáng)光譜的吸收。