Ag（100）表面单层PC61BM的电子态

本文简述了体相异质结聚合物太阳能电池的发展,包括其器件结构、原理、给体受体材料等。这一具有众多优点的新型能源目前所能达到的能量转换效率不够高,这使得它在走向大规模商业应用的道路上还有阻碍。因此,深入研究制约体异质结太阳能电池效率的因素就成为关键的科学问题。电极界面的电子结构是影响能量转换效率的因素之一。Ag是常用的电极之一,PC61BM是体异质结有机太阳能电池最常用的工作物质。本文应用同步辐射光电子能谱(PES)与X射线吸收谱(XAS),研究Ag(100)表面单层PC61BM的电子态。通过对样品进行UPS、XPS以及XAS测量,发现1ML PC61BM/Ag(100)的功函数相对于PC61BM厚膜增加了0.24eV。观察到界面上发生从Ag(100)到PC61BM的电荷转移。为研究1 ML PC61BM/Ag(100)进一步接受电子的能力,对其掺入K原子,通过分析PES数据确定出PC61BM共能够接受6个电子。以掺K饱和的PES为参考,我们计算出未掺杂的1ML PC61BM/Ag(100)的电荷转移数量在1.0—1.7e范围内。XPS和XAS数据表明PC61BM分子的激子结合能为0.6eV。此外,Ag(100)表面的PC61BM单层为金属性质。