功能化还原氧化石墨烯作为空穴传输层及在三元有机太阳能电池中的应用

摘要： 本文报道了采用新型氧化石墨烯衍生物作为空穴传输层（HTL）的有机太阳能电池（OSC）性能。该OSC以PTB7:PC71BM共混物为活性层，采用可在常压低温（90°C）下通过无真空工艺轻松沉积的替代顶电极Field's金属（Bi/In/Sn：32.5%、51%、16.5%）。氧化石墨烯（GO）经五氟苯肼化学功能化还原后制得氟化还原氧化石墨烯（F5-rGO），该材料悬浮于二甲基甲酰胺中便于采用旋涂等湿法工艺沉积。由于氟原子的高电负性，F5-rGO功函数达5.1 eV。单层F5-rGO制备的OSC最高光电转换效率（PCE）为5.82%。当F5-rGO用作ITO与PEDOT:PSS之间的中间层时，PCE提升至7.67%（基于PEDOT:PSS的PCE为7.29%）。此外，通过苯肼处理的GO还制得化学还原功能化氧化石墨烯（H5-rGO），并在PTB7:PC71BM共混物中按0%、3%、6%不同重量比添加H5-rGO制备三元OSC，其中3% H5-rGO添加量获得最佳结果（PCE为7.56%）。