有机胺作为聚合物/富勒烯界面靶向稳定剂用于聚合物:PC₆₁BM太阳能电池

摘要： 本文证明，少量（重量比0.05%）聚乙烯亚胺（PEI）能像哌嗪衍生物一样有效抑制PTB7-Th:PC61BM和P3HT:PC61BM电池的"烧屏"衰减，表明有机胺可作为聚合物:PC61BM太阳能电池的通用稳定剂。光诱导电子自旋共振（LESR）光谱显示，0.2% PEI掺杂薄膜中PC61BM阴离子的ESR信号强度高于1%哌嗪掺杂薄膜。此外，气相色谱-质谱（GC-MS）未检测到10%（w/w）哌嗪掺杂薄膜中的哌嗪残留。这些结果表明共混薄膜中哌嗪残留量极低，这源于哌嗪的高挥发性。通过量子计算研究了聚合物（采用模型重复单元）、PC61BM与哌嗪分子间的结合能（EB），结果显示哌嗪倾向于通过与PC61BM（在P3HT:PC61BM体系中）或PTB7-Th（在PTB7-Th:PC61BM体系中）复合而定位在聚合物:富勒烯界面，表明导致聚合物:富勒烯太阳能电池"烧屏"衰减的PC61BM光二聚化主要发生在给体/受体界面，而有机胺作为界面靶向稳定剂发挥作用。