活性層摻雜及陰極修飾在聚合物太陽能電池中的應(yīng)用.pdf

1、本論文圍繞聚3-己基噻吩：富勒烯(P3HT：PCBM)體系太陽能電池展開研究，主要內(nèi)容分為三個(gè)部分：首先系統(tǒng)地研究了多環(huán)芳香烴小分子摻雜在聚合物光伏活性層中的作用，接著將石墨炔引入到器件中，探討了其在聚合物光伏器件中的應(yīng)用；最后采用不同有機(jī)小分子作陰極修飾層，并對(duì)比分析了其對(duì)光伏器件性能的影響。
　　1.系統(tǒng)地研究了四種多環(huán)芳香烴分子(并五苯、二萘嵌苯、菲、嵌二萘)以不同的比例摻雜在P3HT：PCBM活性層中對(duì)器件性能產(chǎn)生的作用。

2、摻雜比例范圍選擇在0％～1.5％。結(jié)果表明，多環(huán)芳香烴分子在摻雜活性層之后，對(duì)器件的短路電流(Jsc)有明顯影響，對(duì)開路電壓(Voc)和填充因子(FF)影響相對(duì)較小。在摻雜比例較小時(shí)(小于1％)對(duì)活性層薄膜的形貌影響很小，薄膜粗糙度僅有微小改變。通過對(duì)比分析材料的能級(jí)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)摻雜分子的能級(jí)與給、受體材料能級(jí)匹配時(shí)，適當(dāng)?shù)膿诫s比例有利于光生激子在活性層中解離效率的提高，從而提高了器件性能。
　　2.將石墨炔引入到聚合物活性層中，

3、當(dāng)石墨炔作為受體材料與給體材料P3HT形成混合異質(zhì)結(jié)時(shí)，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的光電響應(yīng)。當(dāng)其作為摻雜劑加入到P3HT：PCBM活性層中時(shí)，通過改變不同的摻雜比例，器件的Jsc可以有較大提高。這是由于石墨炔穩(wěn)定的二維結(jié)構(gòu)及良好的半導(dǎo)體特性有利于在P3HT：PCBM網(wǎng)絡(luò)中形成良好的電荷收集和傳輸通道，增強(qiáng)了載流子向電極的傳輸，從而提高了器件的短路電流。
　　3.將具有電子傳輸特性的有機(jī)小分子材料(PBD、Alq3、Zn(BTZ)2)作為陰極修