ZnO納米棒-MEH-PPV異質結太陽能電池性能的研究.pdf

1、有機太陽能電池具有重量輕,成本低,柔軟可卷曲,制各工藝簡單,面積大等優(yōu)勢,逐步成為近年來最熱門的研究領域之一。但有機太陽能電池還存在光電轉換效率偏低、載流子遷移率低、光譜響應范圍窄等問題,實用性不強。為了解決上述問題,在聚合物體系中引入高遷移率的無機半導體納米晶是重要的手段之一。本論文以ZnO納米棒和聚合物MEH-PPV復合體系為研究對象,探討了不同材料的加入對器件性能的影響。
　　 首先利用XRD,SEM對水熱法制備的ZnO納

2、米棒結構和尺寸進行了表征。分析了ZnO納米棒作為電子受體使用的可行性。在ZnO納米棒/MEH-PPV基本器件中加入染料,有效的提升了器件的開路電壓和短路電流。陽極緩沖層LiF的加入使器件的短路電流有了1.5倍的提升。
　　 其次,分析了有機N型聚合物新材料PPDIC的光電特性,并將其與MEH-PPV混摻,結合ZnO納米棒制作體異質結太陽電池。由AFM圖分析得知在PPDIC與MEH-PPV比例為1∶4時,兩種材料形成良好的互穿網(wǎng)絡

3、,給體/受體異質結界面增多,激子分離幾率增大,此時器件的得到最佳性能。但由于此材料的溶解性較差,器件的光伏特性較低。
　　 最后,為了增大器件的光吸收,在ZnO納米棒/MEH-PPV插入有機N型小分子PTCDA。由于激子的解離主要發(fā)生在PTCDA/MEH-PPV界面,因此在此器件中ZnO納米棒主要作為電子的傳輸通道使用。插入PTCDA后,器件在可見光區(qū)的吸收強烈,光生激子數(shù)量增加,光電流密度增大。當蒸鍍的PTCDA厚度為40nm