基于季噻吩的染料作为混合二氧化钛/聚(3-己基噻吩)(P3HT)太阳能电池的高效界面修饰剂

摘要： 本研究聚焦于探究染料（包括含氰基丙烯酸基团的噻吩衍生物染料((E)-2-氰基-3-(3,3,5,5-四己基-[2,2':5',2'':5'',2'''-四噻吩]-5-基)丙烯酸(4T)）对二氧化钛(TiO?)/聚(3-己基噻吩)(P3HT)太阳能电池光伏性能的影响。在界面处插入染料能提升电池效率，且与所用染料种类无关。但与对照样品相比，4T染料使效率显著提升三倍。这一改进主要源于短路电流密度(JSC)的增加，该现象与含4T染料的TiO?/P3HT纳米复合材料中报道的更高空穴迁移率相符。光学吸收数据进一步表明4T扩展了TiO?/P3HT纳米复合材料的光谱响应范围，这同样有助于提升JSC。插入染料后暗电流的降低确保了界面处载流子复合得到控制，从而提高了开路电压。在100 mW/cm2（1个太阳光强）AM1.5滤光片模拟光照条件下，以4T染料作为界面修饰剂的优化混合TiO?/P3HT器件平均效率超过2%。