原位制备高功函数硫化铜修饰阳极ITO提升聚合物太阳能电池性能的研究
聚合物太阳能电池因其高效率、成本低廉、制备简单、可柔性大面积等优点在近二十年得到了科研工作者的广泛关注，并取得了突飞猛进的发展。目前单节的聚合物太阳能电池效率可达10.8%，叠层的聚合物太阳能电池效率可达11.6%。提升聚合物电池的效率主要手段包括：合成新的给体受体材料、设计能带匹配的器件结构、优化器件的界面接触等等。其中，界面修饰在提升电池效率方面起着重要的作用。
本课题组博士研究生雷红伟，在秦平力博士、郑巧博士和博士研究生柯维俊、郭亚雄、戴欣、陈昭、王皓宁、李博睿的帮助下，结合自身的研究基础和优势，对聚合物太阳能电池的阳极与空穴传输层之间的界面进行了的修饰。通过在阳极ITO衬底上先磁控溅射一层金属铜再水热的方法原位生长出高功函数的硫化铜，采用硫化铜来修饰阳极ITO表面。硫化铜修饰层提升了阳极的功函数，同时降低了阳极的方块电阻，形成了良好的能级匹配，增加了载流子向阳极的迁移和传输效率，提升了整体器件的空穴迁移率。采用硫化铜作为阳极修饰层的聚合物太阳能电池取得了光电转换效率的明显提升，同时太阳能电池的稳定性也得到改善。对于P3HT体系，光电转换效率可达3.5%，对于PBDTTT-C-T体系，光电转换效率可达7.4%。
该研究成果已被荷兰Elsevier Science出版的《Organic Electronics》杂志接受发表。
该工作得到了国家科技部，国家自然科学基金委等相关项目的支持。
图(a) 聚合物太阳能电池器件结构示意图；(b)有机物给体材料分子结构图;
(c) P3HT体系太阳能电池的J-V曲线；(d) PBDTTT-C-T体系太阳能电池的J-V曲线。