HCF4016BE

    PPV及其衍生物

    除了噻吩類材料,聚對苯乙烯撐fpolyωheny℃ne“ny⒗ne),PPV,圖4.27及其衍生物也是一類研究較多的材料。通常地,基于PPV類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太陽能電池材料的結構如圖4,27所示。PPV類材料的一個缺點是有光氧化傾向。廣為接受的機理認為光照產生激子后,單線態(tài)激子通過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)生能量轉移反應,產生單線態(tài)氧。單線態(tài)氧通過閉環(huán)加成反應氧化PPⅤ材料中乙烯基團的雙鍵,破壞了PPV的骨架,導致PPⅤ材料半導體性能的降低以及對可見光吸收的減弱。同時,深能級陷阱也會伴隨產生,進一步降低了材料的載流子輸運能力。當PPV材料混人Cω及其衍生物時,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材料的光氧化過程。

    VnT/PTCDA體系的有序性也得到增強。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,由于強吸電子基二氰基乙烯基(DCV)的引人,在分子內產生受體-給體一受體體系,使寡聚噻吩的能隙由原來的2.5eⅤ降到1.刀cV,它與受體C⑾一起制作的雙層異質結器件中可達3.4%。同時,由于DCV基團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,器件的開路電壓也提高。

    圖4.26中的DCV3Tl10:l,P3cN4HTⅡ劍和PBCN4HTl1囫都是含有強吸電子基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用于太陽能電池器件,同時能隙的降低有利于太陽光譜的吸收。