《表2 基于不同处理的PBDTTPD-PC20PBDTDPP∶PC61BM三元器件的性能参数Table 2 Performance parameters of the devices based on

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《有机三元共混异质结太阳能电池结构理论设计与光伏性能研究》

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实验发现，在功率为100mW/cm2的模拟太阳光源照射下普通结构的PBDTTPD/PC20BDTDPP∶PC61BM器件能量转换效率为1.2%，而加入Ag的方阵微纳结构以后，基于PBDTTPD/PC20BDTDPP∶PC61BM-Ag matrix的效率达到了3.35%.器件效率提升明显，增加了近2倍.为了进一步优化器件，对器件做后期处理，即进行溶剂退火处理，具体做法是把带有活性层膜的基片放入培养皿中，在手套箱里放置12h以上，使得薄膜慢慢变干成膜，完成自组装过程，通过测试溶剂退火处理器件的效率，该器件最终获得了5.16%的能量转换效率.与普通结构的PBDTTPD/PC20BDTDPP∶PC61BM（PCE=1.2%）和PBDTTPD/PC20BDTDPP∶PC61BM-Ag matrix（PCE=3.35%）相比，能量转换效率最大提升了近5倍，如图7和表2所示.分析如下:Ag/Au matrix对于器件的短路电流密度（Jsc），开路电压（Voc）及填充因子（FF）均有影响，即可以大幅度地提高Jsc和Voc，而FF略有下降.这主要是因为Ag/Au matrix提高了器件对太阳光的响应能力，可以产生大量的光生载流子，因此其短路电流密度比普通结构的电池要高.另外共混体系的器件的开路电压Voc有所提升，依据分析可知，器件的开路电压上升可能和叠加的内建电场有关，因为在三元共混体系器件中，PBDTTPD∶PC61BM和PC20BDTDPP∶PC61BM可以分别形成独立的内建电场，这两个电场的叠加可以增强空穴和自由电子向各自电极的传输效率，导致更多的载流子注入到阴极和阳极，促使器件开路电压上升.另外其填充因子与两个单电池相比有所下降，意味着该器件存在着内部缺陷，这三种材料在共混体系当中没有形成良好的分散体系，增加了器件串联电阻和导致较大的漏电流.同样地其EQE外量子效率提升同样非常明显，平均值由原来的38%和48%达到了60%，这进一步说明g/Au matrix提高了器件对于太阳光的响应能力，可以产生大量的光生载流子.