功函可调的氯化-氧化石墨烯作为高效聚合物太阳能电池的阳极界面层-太阳能研究部

部长介绍

李灿院士

现任中国科学院大连化学物理研究所研究员、洁净能源国家实验室主任，2003年当选中国科学院院士。中国科学院大连化学物理研究所和日本东京工业大学联合培养理学博士。曾先后在比利时新鲁汶大学、美国西北大学、英国利物浦大学……

室主任，2003年当选中国科学院院士。中国科学院大连化学物理研究所和日本东京工业大学联合培养理学博士。曾先后在比利时新鲁汶大学、美国西北大学、英国利物浦大学……

学术动态

功函可调的氯化-氧化石墨烯作为高效聚合物太阳能电池的阳极界面层

发布人：管理员发布时间：2014-07-22 返回首页

　　有机太阳能电池中，界面材料是实现其高效率、高稳定性的关键材料之一。常用的PEDOT:PSS界面层具有强酸性、强吸水性、导电不均匀性等缺点，这些是有机太阳能电池性能较低的重要原因。氧化石墨烯以其较高的透光性、较好的稳定性等潜在的优势成为替代PEDOT:PSS材料很好的选择。但是，商业化的氧化石墨烯的功函仅为4.9-5.0 eV，与有机太阳能电池中的给体能级不能够很好的匹配，导致载流子的导出受限，因此，进一步提高氧化石墨烯的功函十分必要。

　　最近，我们利用光化学氯化的方法在氧化石墨烯中引入电负性较大的氯元素，氯功能化的氧化石墨烯的功函得到了提升。通过控制光化学氯化的时间，实现了功函的可调节性。制备的氯化-氧化石墨烯保持了氧化石墨烯单层片状的二维性质，透光性较高且功函具有很高的稳定性。利用氯化-氧化石墨烯作为有机太阳能电池的阳极界面层，提高了电池中空穴的导出能力，载流子的迁移率提升了1倍，制备出目前最高效率的PBDTTT-C:PC71BM有机太阳能电池，将其进一步用于其它半导体体系的有机太阳能电池中，效率均得到了明显的提升。同时，利用一系列不同功函的氯化-氧化石墨烯作为阳极界面层进行研究，初步得出了功函与电池效率的内在联系，这一工作为有机太阳能电池中界面层功函与半导体能级之间的匹配问题提供了科学的理论依据。

Work-Function-Tunable Chlorinated Graphene Oxide as an Anode Interface Layer in High-Effi ciency Polymer Solar Cells，Dong Yang, Lingyu Zhou, Wei Yu, Jian Zhang*, Can Li*，Advanced Energy Materials, 2014, DOI: 10.1002/aenm.201400591
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201400591/abstract