HCF4016BE

    PPV及其衍生物

    除了噻吩类材料,聚对苯乙烯撑fpolyωheny℃ne“ny⒗ne),PPV,图4.27及其衍生物也是一类研究较多的材料。通常地,基于PPV类材料的器件受制备温度、溶剂、给体与受体比例、溶液浓度、热处理等制备参数影响。一些常用的PPV太阳能电池材料的结构如图4,27所示。PPV类材料的一个缺点是有光氧化倾向。广为接受的机理认为光照产生激子后,单线态激子通过系间窜越跃迁至三线态,氧与PPV材料中三线态激子发生能量转移反应,产生单线态氧。单线态氧通过闭环加成反应氧化PPⅤ材料中乙烯基团的双键,破坏了PPV的骨架,导致PPⅤ材料半导体性能的降低以及对可见光吸收的减弱。同时,深能级陷阱也会伴随产生,进一步降低了材料的载流子输运能力。当PPV材料混人Cω及其衍生物时,PPV材料中单线态激子可以在跃迁到三线态之前被解离。因此C⑾及其衍生物可减少PPⅤ材料的光氧化过程。

    VnT/PTCDA体系的有序性也得到增强。这些特性都有助于提高基于该材料器件的光伏性能。图4。乃(b)中的DCV5T材料,由于强吸电子基二氰基乙烯基(DCV)的引人,在分子内产生受体-给体一受体体系,使寡聚噻吩的能隙由原来的2.5eⅤ降到1.刀cV,它与受体C⑾一起制作的双层异质结器件中可达3.4%。同时,由于DCV基团将材料的电离能增加到5.6eV(未被DCV取代的材料的电离能大约为5,1eη,器件的开路电压也提高。

    图4.26中的DCV3Tl10:l,P3cN4HTⅡ剑和PBCN4HTl1囫都是含有强吸电子基CN的噻吩材料。CN的引入,一方面增加了材料的电子亲和能,一方面由于LUMO能级的降低而减小材料的能隙,使这些材料可以作为电子受体应用于太阳能电池器件,同时能隙的降低有利于太阳光谱的吸收。