氧化鈦修飾層的制備及其對(duì)聚合物太陽(yáng)能電池性能的影響.pdf

1、能源和污染問(wèn)題伴隨人類(lèi)的腳步進(jìn)入21世紀(jì)。太陽(yáng)能作為清潔能源，是解決人類(lèi)能源困境的最佳選擇。在太陽(yáng)能的各種有效利用方式中，太陽(yáng)能電池由于其可以直接將光能轉(zhuǎn)換成電能的優(yōu)點(diǎn)，成為最簡(jiǎn)潔光電轉(zhuǎn)換方式。在太陽(yáng)能電池研究領(lǐng)域，納米結(jié)構(gòu)TiOx具有重要作用。納米結(jié)構(gòu)TiOx薄膜制作成本較低，制備工藝簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，是提高現(xiàn)有有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池體系的優(yōu)良材料，具有良好的發(fā)展前景。本研究采用膏體涂覆法、陽(yáng)極蝕刻法、溶膠凝膠法等三種氧化鈦薄膜的制備過(guò)程制

2、備不同納米結(jié)構(gòu)的氧化鈦薄膜，并將三種氧化鈦薄膜應(yīng)用于以P3HT：PCBM為核心的聚合物有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池器件中，探索不同結(jié)構(gòu)氧化鈦薄膜對(duì)其影響，研究使用氧化鈦薄膜作為修飾層改進(jìn)薄膜電池性能的方法。
　　全文包括四部分。第一部分是研究背景及意義。對(duì)太陽(yáng)能電池進(jìn)行了介紹，重點(diǎn)論述了聚合物太陽(yáng)能電池的發(fā)展，分析了TiOx薄膜的制作方法，指出作為太陽(yáng)能電池的重要材料的納米結(jié)構(gòu)TiOx的性能和優(yōu)勢(shì)。介紹了國(guó)內(nèi)外關(guān)于納米結(jié)構(gòu)TiOx的研究及在

3、有機(jī)太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用進(jìn)展，提出不足和本研究的意義，并概括了本研究的主要內(nèi)容。
　　第二部分重點(diǎn)研究了制作納米結(jié)構(gòu)TiOx材料的方法及性能。對(duì)不同納米結(jié)構(gòu)TiOx薄膜的制作方法進(jìn)行了研究。對(duì)不同結(jié)構(gòu)薄膜表面進(jìn)行了SEM表征，對(duì)膜厚控制的方法進(jìn)行了探索。
　　第三部分研究了不同方法制備的氧化鈦?zhàn)鳛殡姌O修飾層對(duì)聚合物有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池的影響。通過(guò)在傳統(tǒng)聚合物有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池器件中加入不同結(jié)構(gòu)的氧化鈦薄膜，觀察其對(duì)器件性能的影響

4、并分析原因，對(duì)氧化鈦薄膜進(jìn)行了表征，并針對(duì)溶膠凝膠法制備的氧化鈦薄膜膜厚和器件效率的關(guān)系進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，發(fā)現(xiàn)膜厚在19nm時(shí)效率最大。
　　第四部分對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)本研究方向的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。
　　本研究的創(chuàng)新點(diǎn)：一是探索了不同納米結(jié)構(gòu)氧化鈦薄膜的制備和成膜方法及其性質(zhì)，對(duì)溶膠凝膠法制膜過(guò)程中出現(xiàn)的龜裂現(xiàn)象進(jìn)行了分析，并找到了合適的稀釋濃度，解決了龜裂的問(wèn)題。二是通過(guò)調(diào)節(jié)陽(yáng)極蝕刻法中的反應(yīng)溫度，控制了氧化鈦納米