P3HT-PC61BM反式聚合物太陽能電池的制備與性能研究.pdf

1、本論文簡要介紹了聚合物太陽能電池的常用材料、器件結構、本體異質結型(BHJ)聚合物太陽能電池(PSCs)的工作原理及發(fā)展近況。在本體異質結型聚合物太陽能電池中，界面材料的性質以及載流子遷移率是影響PSCs光電轉化效率的重要因素。因此，本論文主要研究了界面層和小分子添加劑對P3HT:PC61BM聚合物太陽能電池反向器件性能的影響。主要研究內容如下：
　　1、采用磁控濺射的方法制備了致密的TiO2薄膜并用于反式聚合物太陽能能電池，并研

2、究了TiO2薄膜的晶化度以及厚度對P3HT:PC61BM聚合物太陽能電池反向器件性能的影響規(guī)律。研究結果表明，當TiO2電子傳輸層的厚度在42nm時，基于未退火處理的TiO2薄膜電子傳輸層的PSCs的光伏參數為：Jsc=9.11mA.cm-2；Voc=0.63V；FF=0.50；PCE=2.85％。TiO2薄膜經過450℃下退火30 min后，其PSCs器件的性能參數為：Jsc=10.02mA.cm-2；Voc=0.66V；FF=0.5

3、7；PCE=3.75%。因此，TiO2薄膜的結晶，有利于提高器件的光伏性能。同時我們還研究了TiO2薄膜的厚度對器件性能的影響，研究結果表明，厚度在實驗范圍內，TiO2對可見光的透過率影響極小，但對紫外光的吸收隨著TiO2厚度的增加而增強，故一定厚度的TiO2有利于保護光活性層。當厚度在42nm~73nm之間時，器件性能較好。這是因為TiO2太薄時，TiO2薄膜存在一定程度的缺陷，導致電子與空穴復合嚴重，故器件的并聯電阻較小，器件性能降

4、低；而TiO2太厚則使器件的串聯電阻增大。
　　2、以DH4T作為P3HT:PC61BM光活性層的添加劑，并研究了DH4T的含量對其反式聚合物太陽能電池器件光電轉換性能的影響。初步研究結果表明，在P3HT:PC61BM光活性層中加入一定量的DH4T有利于提高器件性能。當不添加DH4T時，基于P3HT:PC61BM光活性層的反式PSCs的光伏參數為：Jsc=10.00mA.cm-2；Voc=0.66V；FF=0.56；PCE=3.6