聚合物太陽(yáng)能電池電子傳輸及三元體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)研究.pdf_第1頁(yè)
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1、聚合物太陽(yáng)能電池器件因活性層因制備簡(jiǎn)單、成本低、質(zhì)量輕且污染小等諸多優(yōu)點(diǎn)而備受業(yè)界關(guān)注,已成為光伏器件市場(chǎng)中的后起之秀。目前聚合物太陽(yáng)能電池器件研究主要集中在窄帶系高吸收給體材料、給體材料能級(jí)調(diào)控、電極修飾層材料以及無(wú)毒溶劑下高效率電池制備等方面;然而對(duì)太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)改進(jìn)及優(yōu)化工作的研究報(bào)道卻很少,這導(dǎo)致太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)十分單一。本文基于聚合物太陽(yáng)能電池的基本制備研究,改善器件結(jié)構(gòu)從而優(yōu)化聚合物太陽(yáng)能電池性能,具體工作從以下三方面開展。

2、
  第一,制備基于P3HT、PTB7給體材料的太陽(yáng)能電池,太陽(yáng)能電池制備過(guò)程中,研究退火溫度、活性層溶劑和添加劑等因素對(duì)太陽(yáng)能電池各個(gè)參數(shù)的影響。P3HT材料能實(shí)現(xiàn)3.32%的功率轉(zhuǎn)換效率。在PTB7器件的制備中,使用了兩種不同的基本結(jié)構(gòu),強(qiáng)調(diào)了電極修飾層對(duì)器件的重要性,使用LiF修飾材料時(shí),器件的效率達(dá)到7.5%,BCP做空穴阻擋層時(shí),電池能實(shí)現(xiàn)7.6%的效率。
  第二,電子傳輸層應(yīng)用在OPV器件中的研究。通過(guò)研究電子

3、傳輸層的最高占據(jù)分子軌道(HOMO)能級(jí),阻擋空穴進(jìn)入陰極,從而減少載流子淬滅,通過(guò)比較TmPyPb、TPBi、AlQ3以及LiF電極修飾材料制備的電池性能參數(shù),5 nm的TmPyPb應(yīng)用在器件中,功率轉(zhuǎn)換效率能達(dá)到3.76%,相比于LiF,器件的效率提高了將近16%,開路電壓提高了0.03 V。實(shí)驗(yàn)表明電子傳輸層有利于改善電池器件功率轉(zhuǎn)換效率,提高開路電壓,與此同時(shí)維持一個(gè)較好的串聯(lián)電阻,而在加熱退火的實(shí)驗(yàn)中,電子傳輸層材料有效的阻止

4、了Li離子擴(kuò)散進(jìn)入活性層材料中,讓電池的功率轉(zhuǎn)換效率維持在一個(gè)較高的水平上。
  第三,研究三元體異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池。即給體:給體:受體(Donor:Do nor:Accep tor)作為活性層,在兩種給體材料(P3HT、PTB7)不同濃度比例與受體材料PC60BM搭配,提高活性層的光譜吸收范圍,研究給體與給體之間的能級(jí)差值、以及通過(guò)調(diào)整不同的給體材料濃度比例、使用不同溶劑以及薄膜表面粗度對(duì)器件參數(shù)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,P3HT:P

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