三元體異質(zhì)結(jié)有機(jī)太陽(yáng)能電池的研究.pdf

1、礦物能源的過(guò)度開(kāi)采和使用已經(jīng)給社會(huì)的發(fā)展帶來(lái)了一系列的問(wèn)題，例如能源短缺，溫室效應(yīng)，酸雨和霧霾等。有機(jī)太陽(yáng)能電池是一種廉價(jià)的可再生能源，因其具有易制備，質(zhì)量輕，柔性和原材料豐富等優(yōu)點(diǎn)而受到了人們的廣泛關(guān)注。三元體異質(zhì)結(jié)有機(jī)太陽(yáng)能電池通過(guò)在給受體主體系中摻雜近紅外窄帶隙材料，能夠擴(kuò)展有源層的吸收光譜的響應(yīng)范圍，從而提高有機(jī)太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率，這成為了近期的一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文分別研究了基于P3HT∶PBDTTT-C∶PC71BM體系和

2、P3HT∶DIB-SQ∶PC71BM體系的三元體異質(zhì)結(jié)有機(jī)太陽(yáng)能電池。
　　通過(guò)在P3HT∶PC71BM體系中摻雜窄帶隙聚合物材料PBDTTT-C，P3HT∶PC71BM二元體系的太陽(yáng)能電池的性能得到了提升。當(dāng)PBDTTT-C的摻雜濃度為6 wt％時(shí)，有機(jī)太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到2.48％，比二元有機(jī)太陽(yáng)能電池的性能提高了27％。有機(jī)太陽(yáng)能電池能量轉(zhuǎn)換效率提升的主要機(jī)理可以歸因于通過(guò)在P3HT∶PC71BM體系中摻雜PBDTT

3、T-C，有源層的吸收光譜擴(kuò)展到了近紅外區(qū)域，平衡了光子的捕獲和載流子的傳輸。
　　眾所周知，聚合物與聚合物混合的薄膜通常會(huì)出現(xiàn)宏觀(guān)尺度或微觀(guān)尺度的相分離，這不利于有機(jī)太陽(yáng)能電池效率的提升。因此，在接下來(lái)的工作中我們研究了小分子材料DIB-SQ對(duì)P3HT∶PC71BM體系太陽(yáng)能電池性能的影響。通過(guò)摻雜1.2 wt％的DIB-SQ，優(yōu)化后的P3HT∶PC71BM體系太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率從3.05％提升到3.72％，效率相應(yīng)的提升了