资讯
化学共价交联方法构筑高效硅-有机异质结太阳能电池
有机半导体材料具有多样性、能带可调节、柔性、成本低廉等特性，并能通过丝网印刷、喷墨打印等溶液加工或真空蒸镀等方法制备高质量的薄膜。与传统无机半导体相结合，可以构建高性能低成本的有机-无机复合异质结光电子器件。如何提高有机-无机半导体异质结的质量是是实现高效光电子器件的主要挑战之一。目前，有机半导体一般都是通过溶液加工或真空蒸镀的方法来沉积到无机半导体上，与无机半导体的结合作用仅通过分子氢键或范德华力结合，这种作用相对比较弱；同时，有机-无机半导体之间往往在后续的加热处理过程中在界面处生成微气孔空隙，也会降低有机-无机异质结之间的相互作用力。
Advanced Functional Materials, 2016, 10.1002/adfm.201600441
苏州大学功能纳米与软物质研究院（FUNSOM）孙宝全教授课题组，利用具有高透明度、高导电率的高分子导电聚合物3,4-乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS），与具有表面减反结构的n型硅（n-Si）结合形成了硅-有机异质结太阳能电池，通过提高有机-硅异质结的质量，实现了效率超过14%的有机-无机异质结太阳能电池。该课题组通过利用硅烷偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷（GOPS）来化学交联有机共轭高分子PEDOT:PSS薄膜与硅，提高有机-硅异质结的质量。有机-硅界面的化学交联有两个主要优点：（1）化学交联可以让有机分子与硅形成共价化学键，增强了有机-硅两者的结合力；同时避免了在有机-硅之间产生微气孔，从而改善了聚合物薄膜与结构硅的接触质量，（2）GOPS分子可以与硅表面的悬空键共价结合，大幅度降低表面的界面态，这样可以有效降低硅表面的复合速率，提高了界面处的载流子传输。这一简单的交联方法，有效的提高了无机-有机界面的电荷传输，为高效、低功耗、低成本光电子器件的制备提供了新思路。
这一成果作为封面文章发表在Advanced Functional Materials上。
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201600441/abstract
原文：Nanostructured Si/Organic Heterojunction Solar Cells with High Open-Circuit Voltage via Improving Junction Quality
Adv. Funct. Mater., 2016, 26, 5035-5041, DOI: 10.1002/adfm.201600441