有机－无机杂化聚合物光伏电池的性能优化及稳定性研究

本项目针对提高有机光伏电池的稳定性，从设计有机－无机杂化的聚合物本体异质结（BHJ）器件角度入手，研究电极修饰层对器件寿命和稳定性的影响；利用可溶液处理的纳米带有可交联侧基的石墨作为受体材料与共轭聚合物给体材料制备聚合物：石墨基BHJ光伏电池，通过交联提高活性层的形貌稳定性；利用电化学、紫外可见、荧光光谱、电镜以及热分析等手段，对异质结的微观结构进行调控；研究电极修饰层、异质结微结构对器件性能和稳定性的影响。利用瞬态荧光光谱等手段研究该体系的电荷转移过程从而达到优化器件结构的目的；利用我们自制的有机电致发光器件多功能成膜系统对制备的光伏器件进行封装进一步提高其寿命及稳定性。获得面积为1cm2，光电转化效率大于4％，寿命大于2000h的具有实用价值的有机光伏器件。在国内外SCI检索期刊上发表研究论文4－6篇；争取将研究成果申报1－2项专利；培养研究生4－5名。

聚合物光伏电池具有廉价、无毒、可实现大面积柔性制备等显著优势。然而，较低的光电转换效率和较差的寿命及稳定性严重制约了其商业化进程。本项目从合成新型的给受体材料、光伏电池的界面修饰层、调控活性层的微观形貌等几方面开展研究工作以提高有机光伏电池的光电转换效率。对异质结微结构各功能材料之间形成的相态、尺度、能量传递、载流子迁移率等基本科学问题进行研究，获得相应的电池异质结微结构形态-效率之间的内在关系。相关研究结果在国际、国内SCI/EI检索的正式刊物发表论文13篇（其中1区论文3篇，2区论文2篇。SCI收录7篇、EI收录6篇）。申报发明专利6项。已授权2项。电池的光电转化效率5%，寿命大于2000h。培养研究生7名，5名已经毕业。研究生王亚凌同学获得2011年度中国真空硕士生奖学金及2011 年度衡山明聪奖学金。