雜化界面材料在有機(jī)太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用與器件性能研究.pdf

1、有機(jī)太陽(yáng)能電池（OSC）作為一種新興的光伏技術(shù)，近年來(lái)受到很大重視，人們對(duì)其展開了深入的研究，器件性能得到了很大的提升。為OSC實(shí)現(xiàn)更高效率，近來(lái)人們?cè)絹?lái)越重視對(duì)界面的研究，新型界面材料層出不窮。傳統(tǒng)正向器件中，常用PEDOT:PSS作為陽(yáng)極界面材料修飾透明電極ITO，陰極常用低功函活潑金屬Ca或Ba提高器件的性能。由于PEDOT:PSS的酸性，及活潑金屬的不穩(wěn)定性，極大地影響器件的性能與穩(wěn)定性。對(duì)新型界面材料的研究以及對(duì)新型器件結(jié)構(gòu)的

2、探索，促使了反向結(jié)構(gòu)有機(jī)太陽(yáng)能電池的出現(xiàn)與發(fā)展，同時(shí)也促進(jìn)了一系列新型陰極界面材料被設(shè)計(jì)合成出來(lái)。常見的界面修飾材料分類分為有機(jī)或無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料。
　　無(wú)機(jī)界面材料更親水疏油，從而有機(jī)活性層溶液在其表面的鋪展性能劣于有機(jī)界面，無(wú)機(jī)界面材料就不受有機(jī)活性層溶劑侵蝕，且無(wú)機(jī)半導(dǎo)體良好的傳輸性能使得其常被選作為界面修飾層。根據(jù)以上分析，本文提出雜化界面修飾材料的概念，本文設(shè)計(jì)合成出了兩個(gè)系列的雜化界面材料CdS/ZnS-鄰菲啰呤及其衍生

3、物，主要內(nèi)容如下：
　　1.通過原位生長(zhǎng)的方式合成雜化界面材料CdS-P（包括CdS-BCP，CdS-Bphen，CdS-Mphen，以及CdS-Phen）。研究對(duì)比不同有機(jī)配體BCP，Bphen，Mphen，Phen對(duì)界面膜形態(tài)的影響，不同溶劑對(duì)成膜效果的影響，等等。雜化界面材料提高了電池的穩(wěn)定性，電池存放在氬氣氛手套箱中136天的效率降低了14.2％，正向電池降低了45%。雜化界面材料CdS-BCP，CdS-Bphen，CdS

4、-Mphen，以及CdS-Phen相對(duì)于CdS，優(yōu)化后的電池效率從3.09%提升到8.36,7.84,6.69,6.57%。
　　2.通過改變金屬離子得到雜化界面材料ZnS-P，以鄰菲啰呤及其衍生物修飾ZnS得到電子傳輸界面材料并應(yīng)用在有機(jī)太陽(yáng)能電池中。雜化界面材料能夠有效地調(diào)節(jié)電極與活性層之間的能級(jí)，優(yōu)化電極與活性層之間的接觸性能，提高表觀電子遷移率，從而提升電池的性能?；陔s化界面ZnS-P（ZnS-BCP，ZnS-Bphen