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作为一种新型的光伏技术,聚合物太阳能电池具备质量轻,成本低,可大面积制备柔性器件等优势,因此具有很好的发展前景。但与无机太阳能电池相比较,其能量转换效率依然偏低,因此,发展高效率聚合物太阳能电池成为该领域内的挑战。为了提高聚合物太阳能电池器件的光伏性能,本论文主要从给体材料设计以及器件工艺优化两方面展开探索性工作,具体研究内容如下:1.我们合成了一种新的窄带隙共轭聚合物材料PBFTT,它是由F取代的苯并二噻吩(BDT-F)作为给体单元,脂基和氟取代并噻吩(TT)作为受体单元。本文系统地研究了该材料的光学、电化学、光伏性能,以及共混膜的分子排列和形貌变化。基于PBFTT:ITIC的光伏器件获得了9.1%的能量转换效率,其中Voc=0.94 V,Jsc=16.0 m A cm-2,FF=60.5%。这一结果是窄带隙聚合物用于不需任何后处理的非富勒烯体系的最高值之一,表明PBFTT在非富勒烯聚合物太阳能电池体系中是一种有潜力的窄带隙给体材料。2.我们以间位烷氧基苯基取代的苯并二噻吩(BDT-m-OP)为给体单元,以苯并二噻吩-4,8-二酮(BDD)为受体单元合成了宽带隙聚合物PBD1。本文以IT-4F作为受体材料,甲苯为溶剂,使用1%DIO添加剂处理,可实现10.7%的能量转换效率,其中,Voc=0.84 V,Jsc=19.9 m A cm-2,FF=63.8%。使用1%NMP添加剂处理,器件获得10.3%的能量转换效率,其中Voc是0.79 V,Jsc是19.8 m A cm-2,FF是65.7%。使用混合添加剂(0.5%DIO+0.5%NMP)处理后实现了11.2%的能量转换效率,其中Voc=0.83 V,Jsc=19.6m A cm-2,FF=68.9%。可见使用混合添加剂处理制备的器件可以取得比单一添加剂更卓越的器件性能。此外,对混合添加剂处理后的活性层进一步使用140℃热退火10min,器件效率进一步提升至11.5%,其中Voc=0.81 V,Jsc=20.8 m A cm-2,FF=68.4%。结果表明混合添加剂和热退火的处理可以优化活性层形貌并使器件性能达到最佳。