鏈烷二巰基類添加劑對(duì)聚合物太陽能電池性能影響的研究.pdf

1、本論文的研究內(nèi)容是提高P3HT：PC61BM體異質(zhì)結(jié)聚合物太陽能電池的性能。本文主要通過在制備溶液過程中摻入高沸點(diǎn)的添加劑，以此改善功能層薄膜的形貌以及給體材料和受體材料的相分離狀況，并在薄膜中形成有效的載流子傳輸網(wǎng)絡(luò)和提高載流子的遷移率和收集效率，最終提高光伏器件的性能。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要包括三個(gè)部分：第一，在溶液中摻入不同濃度的鏈烷二巰基物-1，8-辛二硫醇(ODT)，并分析摻入濃度對(duì)光伏器件性能的關(guān)系；第二，在溶液中添加末端分子基團(tuán)不同

2、的鏈烷二基類物質(zhì)都能改善器件的性能，但不同類型添加劑的作用程度不盡相同；第三，摻入鏈烷烴基長度不同的二巰基化合物并不是都能改善器件的性能。上述實(shí)驗(yàn)的結(jié)論如下：
　　1.在溶液中摻入不同濃度的ODT，通過測試器件的I-V特性發(fā)現(xiàn)器件的VOC，JSC，F(xiàn)F和PCE并不隨著濃度的增大而線性提高。當(dāng)在氯苯摻入ODT的濃度為60μL/mL時(shí)，器件的JSC和FF都有提高并直接導(dǎo)致該器件有最高的PCE。相反地，隨著ODT濃度的進(jìn)一步增大，器件性

3、能開始出現(xiàn)下滑的趨勢。
　　2.在溶液中摻入具有不同末端分子基團(tuán)鏈烷物質(zhì)作為添加劑，其目的是研究分子基團(tuán)與器件性能之間的關(guān)系。這部分實(shí)驗(yàn)主要是利用不同分子基團(tuán)導(dǎo)致的添加劑物理化學(xué)性質(zhì)的差異，特別是沸點(diǎn)與發(fā)揮速度等特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示所用的添加劑都能起到改善器件性能的作用，其中以DIO的效果最明顯。隨著分子基團(tuán)分子量的遞增，光伏器件的能量轉(zhuǎn)換效率也逐漸上升。
　　3.最后部分介紹了鏈烷二巰基物中烴基長度對(duì)光伏器件性能的影響。研究

4、表明，這類鏈烷二巰基物的極性、溶解度參數(shù)和沸點(diǎn)差異等都會(huì)對(duì)聚合物的形貌狀態(tài)產(chǎn)生不同程度的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明器件的性能并不隨著鏈烷長度增大而線性提高。另外，添加劑與PC61BM之間的溶解度參數(shù)大小關(guān)系對(duì)于PC61BM的團(tuán)簇聚集起到十分重要的作用。在選擇添加劑中應(yīng)該同時(shí)把添加劑的沸點(diǎn)和溶解度參數(shù)作為參考因素。
　　本文系統(tǒng)研究了鏈烷二巰基物作為溶液添加劑對(duì)體異質(zhì)結(jié)光伏器件性能的影響。我們從添加劑濃度、分子末端基團(tuán)和烴基鏈長度等方面做出