1-芘甲醇的分子結(jié)構(gòu)包含芘基和甲醇基，具有一定的化學(xué)活性。芘基的共軛π鍵結(jié)構(gòu)使其具有較好的電子傳輸性能，在光照條件下，能為電子轉(zhuǎn)移提供通道，對其在太陽能電池中的應(yīng)用至關(guān)重要，因此它可以用于太陽能電池改性。

1-芘甲醇

用于太陽能電池改性

將1-芘甲醇（PyM）用于修飾倒置聚合物太陽能電池中作為陰極緩沖層的ZnO。它可通過氫鍵在ZnO表面自組裝，修飾ZnO表面缺陷，其共軛結(jié)構(gòu)有助于電子從活性層傳輸?shù)诫姌O，使電子遷移率提升一個數(shù)量級。以PTB7-Th:PC??BM為活性層時，含ZnO/1-芘甲醇陰極緩沖層的器件功率轉(zhuǎn)換效率（PCE）可達 9.10% ，相較于基于裸 ZnO 陰極緩沖層的對照器件（7.79%）提升了約 17%；以PTB7:PC??BM為活性層時，使用ZnO/1-芘甲醇陰極緩沖層的器件 PCE 從7.26%提高到8.26%。通過改變PyM溶液濃度進行實驗，發(fā)現(xiàn)濃度在3-15mg/mL變化時，器件性能無明顯變化，表明1-芘甲醇是一種對厚度不敏感的材料，這一特性有利于聚合物太陽能電池的商業(yè)化制造。

影響電池的機制

經(jīng)過1-芘甲醇處理后，ZnO 薄膜中氧缺陷相關(guān)峰的相對強度顯著降低，意味著氧缺陷減少，這是器件短路電流密度（J_SC）和填充因子（FF）提升的原因之一。表面粗糙度略有增加，用CB溶液處理后，表面變得更光滑，有利于與活性層良好接觸。同時，還影響了活性層的形貌，使PTB7:PC??BM活性層的均方根粗糙度發(fā)生變化。

1-芘甲醇的引入使ITO/ZnO表面的水接觸角從43.9°增大到53°，疏水性增強，其疏水共軛結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了與疏水性活性層的良好兼容性6。光致發(fā)光（PL）光譜和時間分辨瞬態(tài)光致發(fā)光（TRTPL）光譜顯示，ZnO/PyM/PC??BM復(fù)合薄膜的PL發(fā)射強度減弱，發(fā)射衰減時間縮短，表明電荷載流子復(fù)合減少，電子從PC??BM轉(zhuǎn)移到ZnO更高效。此外，電子遷移率從1.53×10^-5 cm^-2 V^-1 s提升到1.63×10^-4 cm-2 V-1 s，增強的器件遷移率有助于提高J_SC和FF。PyM的共軛結(jié)構(gòu)形成的π-π堆疊橋為活性層和ZnO之間提供了有利的電子傳輸通道，加速了電子轉(zhuǎn)移[1]。

參考文獻

[1]Xiang C ,Tao Y ,Xiangfu L , et al.Self-Assembly of 1-Pyrenemethanol on ZnO Surface toward Combined Cathode Buffer Layers for Inverted Polymer Solar Cells.[J].ACS applied materials & interfaces,2017,9(41):36082-36089.