研究目的
研究光活性层厚度对有机太阳能电池性能的影响，重点关注带隙内尾态中光生载流子的积累及其对电荷收集效率的影响。
研究成果
研究表明，厚膜有机太阳能电池中光电流的损失主要源于带隙内尾态的电荷积累，这些尾态会屏蔽内建电场并阻碍高效电荷收集。供体聚合物的纯化可减少尾态分布，从而提高高效运行的最大厚度，这表明降低尾态密度对开发高效厚膜有机太阳能电池至关重要。
研究不足
该研究仅限于特定的光活性混合物，可能无法推广至所有有机太阳能电池材料。尾态对器件性能的影响需进一步研究，以充分理解其中机制。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用瞬态光电技术、空气光电子能谱、开尔文探针测量、Mott-Schottky分析和器件建模来分析不同光活性混合物的有机太阳能电池性能。
2：样品选择与数据来源：
使用了四种不同的光活性混合物，包括小分子给体BTR以及聚合物给体PCDTBT和DT-PDPP2T-TT，器件采用典型的有机体异质结结构制备。
3：实验设备与材料清单：
设备包括Keithley 2400源表、Newport 92193A-1000太阳光模拟器、Agilent 5500原子力显微镜和APS04空气光电子系统。材料包括PCDTBT、DT-PDPP2T-TT、BTR和PC71BM。
4：实验步骤与操作流程：
器件在ITO玻璃基板上制备，光活性层厚度不同，随后进行J-V响应、AFM、SCLC和阻抗测量表征。
5：数据分析方法：
使用SCAPS软件进行器件模拟分析数据，载流子浓度和寿命通过CE和TPV测量确定。
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Keithley 2400 source meter
2400
Keithley
Measurement of current and voltage in solar cell devices.
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Agilent 5500 atomic force microscope
5500
Agilent
Surface topography analysis of thin film samples.
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Newport 92193A-1000 solar simulator
92193A-1000
Newport
Simulation of AM 1.5G illumination for solar cell testing.
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APS04 Air Photoemission system
APS04
KP Technology
Measurement of dark work function and air photoemission.
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