。在平面异质结聚合物太阳电池中，电子基于交联型窄带隙D-A共聚物的高效平面-本体异质结聚合物太阳电池#王福芝1,2，谭占鳌1,2**510152025303540（1.华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室，北京102206；2.华北电力大学能源的安全与清洁利用北京市重点实验室，北京102206）摘要：本文通过溶液法将平面异质结与本体异质结相结合，构筑了平面-本体异质结集成结构聚合物太阳能电池。在光活性层与阳极缓冲层（PEDOT:PSS）之间插入了一层光交联D-A共轭聚合物（PBDTTT-Br25）给体材料。经紫外光照处理后，PBDTTT-Br25layer可以实现交联，交联后的聚合物薄膜具有良好的抗溶剂性。PBDTTT-Br25给体层的引入使器件构筑了一个平面-本体异质结集成结构，该结构增加了给体/受体之间的接触界面，为空穴传输到阳极提供了一条空间无障碍通道，从而可以降低载流子的复合几率。采用该集成结构的聚合物太阳电池在一个太阳光光照条件下光电转换效率可达到5.24%，比采用单纯本体异质结结构的聚合物太阳电池效率（3.17%）提高了65%。关键词：平面异质结太阳电池；本体异质结太阳电池；平面-本体异质结集成结构；D-A共聚物；光交联共轭聚合物中图分类号：TB34EfficientPlanar-BulkHeterojunctionPolymerSolarCellswithPhotocrosslinkableD-ALowBandgapCopolymerWangFuzhi1,2,TanZhan'ao1,2(1.StateKeyLaboratoryofAlternateElectricalPowerSystemwithRenewableEnergySources,NorthChinaElectricPowerUniversity,Beijing102206;2.BeijingKeyLaboratoryofEnergySecurityandCleanUtilization,NorthChinaElectricPowerUniversity,Beijing102206)Abstract:Wedemonstratedanintegratedplanar-bulkheterojunctionpolymersolarcellbysolutionprocessingtheplanarandbulkheterojunctions.PhotocrosslinkableD-AcopolymerPBDTTT-Br25wasinsertedbetweentheblendedphotoactivelayerandthePEDOT:PSSlayer.Afterultravioletirradiation,thePBDTTT-Br25layerwasphotocrosslinkedandaninsolublefilmwasformed.Anextradonor/acceptorinterfacecanbeformedbyinsertingPBDTTT-Br25layertobuildanintegratedstructure,whichbenefitstheholetransporttoanodeandreducesthechargecarrierrecombination.Thepowerconversionefficiencyoftheintegrateddevicereaches5.24%under1sunillumination,increasedby65%incomparisonwiththat（3.17%）ofthecontrolsingleheterojunctiondevice.Keywords:planarsolarcells;bulkheterojunctionsolarcells;integratedarchitecture;D-Acopolymer;photocrosslinkableconjugatedpolymers0引言目前聚合物太阳电池的光敏活性层多采用本体异质结结构，其中给体和受体材料紧密接触相互相渗透形成互穿网络状连续相[1-6]。但由给/受体通过机械混合很难得到纳米级尺度双连续的互穿网络结构。聚集相尺寸过大会导致激子难以到达给体/受体界面，发生重新复合。此外，相分离还有可能导致两种组分会以“孤岛”形式存在，使分离的电荷不能传输到对应电极被有效收集[7-9]，造成载流子复合几率增加[1,10]基金项目：教育部高等学校博士学科点专项科研基金（20100036120007）作者简介：王福芝，（1980-），女，博士，讲师，主要从事聚合物太阳能电池材料与器件研究。通信联系人：谭占鳌，(1978-)，男，博士，教授，博士生导师，主要从事聚合物太阳电池材料与器件，半导体纳米晶材料与器件研究。tanzhanao@ncepu.edu.cn-1-和空穴都有各自独立且空间无阻碍的传输通道，其载流子收集效率远高于本体异质结太阳电4550556065707580池。为了同时获得较高的电荷分离效率和收集效率，可以制备平面-本体异质结集成结构聚合物太阳电池[11-16]。这种优化的集成结构具有很多优点[11,16]：为电子或空穴提供相应的空间连续的传输通道；能提供额外的给/受体界面；可以通过优化光活性层的厚度来得到更高的效率；为调控电场在不同功能层内的分布提供可能。但是，在溶液法制备多层聚合物太阳电池的过程中，后续使用的聚合物溶液中的溶剂往往会溶解损坏前一层薄膜[15,17]。使用交联型材料是解决溶液法制备多层器件界面互溶问题的有效方...