2.2 光敏层组分形貌的影响

溶剂的种类及其挥发速率可以改变光敏层的形貌，电荷的传输过程中，互穿网络的质

量，如网络的分布是否充分、是否连续、间断的距离大小以及两相的大小都会影响电荷的传

输，进而影响到整个器件的性能。为了解决高结晶性组分对薄膜形貌控制的障碍，

Ganesan等人

【

13】

仔细研究了一种新型四面体型具有无定形特性的电子受体材料，不但光

生激子在其上能够得以完全分离，而且载流子的寿命达到数十微秒，表现出了在聚合物电

池方面的良好应用前景。

2.3 材料的载流子迁移率

除了与太阳辐照光谱不匹配以外，目前限制聚合物太阳能电池效率的另一个重要因素

就是现在光敏层所用材料的载流子迁移率

(10-30cm

2

/(V．S))，其中空穴的迁移率更低，

与传统无机硅晶体中具有

104 cm

2

/(V．S)的迁移率相差甚远。较低的迁移率导致电荷在光

敏层中复合的机率大大增加，导致转化效率下降．因此，开发具有高迁移率的新材料变得

异常迫切。一般来说，材料的本征载流子迁移率取决于分子的有序程度以及

π-π堆砌的长度。

正如前文所说的那样，通过对制得的光伏薄膜进行退火处理，优化了体相异质结的微相分

离状态，提高材料内部的有序程度后能够大幅度提高载流子的迁移率。在高载流子迁移率新

材料的研发方面，最近

Drolet等人

【

14】

开发了一种基于

2，7-咔唑乙烯的齐聚物，它的载流

子迁移率达到了

0.3 cm

2

/(V．S)  

。

Kim等人

【

15】

通过在体相异质结光伏电池中掺杂费米能级

介于

D相的最高占有轨道(HOMO)和LUMO之间的高电导率纳米Au或Ag粒子，不但降低了

器件的串联电阻而且提高了空穴的迁移率，使器件的效率提高了

50％～70％。李永舫研究

组

【

16】

通过在光敏层中掺杂较高空穴迁移率的有机小分子也大大地提高了原光伏器件的能量

转换效率。

2.4 电极材料及界面的影响

研究表明，在金属阴极和光敏层之间插入一薄层的

LiF(约0．6 nm)以后，能够使光敏

层和阴极之间形成更好的欧姆接触，有利于提高光伏器件的填充因子

FF以及稳定开路电压，

因此能提高器件的转换效率。但当插入过厚的

LiF层时，由于LiF的电阻系数很高，器件的效

率反而会急剧下降。而用

SiOx绝缘夹层代替LiF夹层进行研究时发现器件的效率不但没有提

高反而降低了。

Shaheen等人

【

17】

详细研究了多种高偶极矩的碱金属盐对光伏电池性能的影

响，发现只有

Li的化合物能够提高光伏电池的性能，而像Cs和K的化合物层的插入会严重

降低器件的效率。所以，电极的材料及其界面状态也会影响电池的效率。