溶劑處理對(duì)聚合物太陽(yáng)能電池性能影響的研究.pdf

1、本論文圍繞溶劑處理方法對(duì)P3HT∶PCBM體異質(zhì)結(jié)聚合物太陽(yáng)能電池光伏性能的影響及其作用機(jī)理展開(kāi)研究。我們通過(guò)使用廉價(jià)的有機(jī)溶劑——丙酮對(duì)活性層進(jìn)行不同時(shí)間的浸泡處理，實(shí)現(xiàn)了活性層中給體、受體垂直方向分布的控制，并獲得了高填充因子、高效率的器件。通過(guò)對(duì)器件進(jìn)行多種手段的表征，我們發(fā)現(xiàn)丙酮溶劑處理與熱退火結(jié)合的方法有效改善了活性層內(nèi)部的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和垂直相分離情況。取得的主要研究結(jié)果和結(jié)論如下:
　　1.研究了丙酮溶劑處理對(duì)P3HT

2、∶PCBM共混薄膜組分的影響。通過(guò)比較溶劑處理前后薄膜的顏色和紫外-可見(jiàn)吸收光譜(UV-VIS)，我們發(fā)現(xiàn)丙酮會(huì)逐步溶解活性層薄膜中的PCBM，而對(duì)P3HT沒(méi)有影響;因此隨著丙酮浸泡時(shí)間的增加，共混薄膜中PCBM的比例將不斷下降。
　　2.研究了丙酮溶劑處理對(duì)P3HT∶PCBM共混薄膜形貌的影響。原子力顯微鏡(AFM)和X射線光電子能譜測(cè)試(XPS)結(jié)果表明，在丙酮溶劑處理和熱退火的協(xié)同作用下，活性層的水平方向和垂直方向上的相分離

3、都得到了改善，有利于得到較為理想的活性層形貌。
　　3.研究了丙酮溶劑處理對(duì)不同給受體比例器件性能的影響。通過(guò)控制活性層的給受體比例和溶劑處理時(shí)間，在給受體質(zhì)量比1∶0.8、丙酮處理15 s并經(jīng)過(guò)熱退火的條件下器件性能得到了明顯的改善，最終獲得了開(kāi)路電壓0.65 V、填充因子63.7％、能量轉(zhuǎn)換效率3.57％的優(yōu)質(zhì)器件。
　　4.研究了丙酮溶劑處理提升器件性能的原因。我們使用UV-VIS、外量子效率(EQE)、XPS等多種方