以SubPc作为三元结构中心双极传输层与二元结构电子受体的有机光伏电池性能比较

摘要： 我们比较了基于二元和三元平面异质结的有机光伏电池(OPVCs)的性能。有机活性层材料包括并五噻吩(5T)、亚酞菁(SubPc)和富勒烯(C60)。由于SubPc是双极性材料，我们将其作为二元OPVCs中的电子受体，或作为三元电池的中间层，以提高以5T为电子给体时的OPVCs效率。因此，不同的OPVC配置分别为5T/C60、5T/SubPc和5T/SubPc/C60。研究了不同有机层厚度对器件性能的影响。为理解不同OPVC配置的行为，我们进行了形貌学研究。讨论了5T层高粗糙度对OPVCs性能的影响。最佳OPVCs性能由二元结构5T/SubPc获得，其最大效率相比5T/C60体系提高了50%。外量子效率测量表明两层均参与电流产生，效率提升主要源于开路电压(Voc)的增加。对于三元OPVCs，Voc受限于5T和C60的能带结构，此外效率还受到三元结构较差的电荷收集效率及三层有机堆叠体串联电阻的限制。