隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展,化石能源逐漸枯竭、生態(tài)環(huán)境日益惡化等問(wèn)題嚴(yán)重制約了全球的可持續(xù)發(fā)展。解決當(dāng)今能源問(wèn)題的方法除了優(yōu)化化石能源的開(kāi)采和使用工藝外,尋找可替代化石燃料的新能源無(wú)疑是一個(gè)新的突破點(diǎn),而太陽(yáng)能一直是人類不斷研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)對(duì)象。傳統(tǒng)的硅基太陽(yáng)能電池由于復(fù)雜的工藝和過(guò)高的生產(chǎn)成本,不利于進(jìn)一步地開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。有機(jī)電子學(xué)的興起使有機(jī)太陽(yáng)能電池逐漸進(jìn)入大眾的視野,價(jià)廉、質(zhì)輕、柔性、溶液制備、可roll-to-roll工藝生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)無(wú)疑使有機(jī)太陽(yáng)能電池成為替代硅基太陽(yáng)能電池成為主流光伏器件的新星�；谟袡C(jī)材料的設(shè)計(jì)、器件工藝的改善、有效的界面工程等優(yōu)化手段,有機(jī)太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率迎來(lái)了新的突破。目前,單結(jié)有機(jī)太陽(yáng)能電池的效率已突破16%,疊層有機(jī)太陽(yáng)能電池的效率也已超過(guò)17%。石墨烯被稱作二維材料中的“明星材料”,而氧化石墨烯是石墨烯的氧化物,是石墨烯最常見(jiàn)的衍生物。很多文獻(xiàn)中都報(bào)道了石墨烯及氧化石墨烯在有機(jī)電子學(xué)領(lǐng)域的諸多應(yīng)用,比如透明電極、電子或空穴傳輸層以及作為電子受體材料與共軛聚合物給體結(jié)合等。由于氧化石墨烯具有很多含氧基團(tuán),這些含氧基團(tuán)在賦予了氧化石墨烯優(yōu)異的親水性以及帶隙可調(diào)、可溶液加工的性質(zhì)外,也使其難以在非極性有機(jī)溶劑中分散。在有機(jī)電子學(xué)領(lǐng)域的大多數(shù)材料只能在有機(jī)溶劑中被加工處理,因此需要特殊手段對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行功能化修飾,使其有效地分散在非極性有機(jī)溶劑中,這是將氧化石墨烯摻入有機(jī)光伏器件活性層中的前提關(guān)鍵。而在已有的報(bào)道中,氧化石墨烯作為受體的有機(jī)太陽(yáng)能電池的效率普遍不高,因此我們需要轉(zhuǎn)換思路,將功能化氧化石墨烯作為第三元摻入光活性層中,對(duì)共軛聚合物共混薄膜的形貌、結(jié)晶性、相分離、電荷轉(zhuǎn)移及傳輸特性等性質(zhì)進(jìn)行深入表征并制備經(jīng)氧化石墨烯功能化調(diào)控的高效有機(jī)光電功能器件。本研究的主要內(nèi)容包括:1.功能化小尺寸氧化石墨烯優(yōu)化PTB7:PC71BM共混薄膜的結(jié)晶度和相分離。我們使用一種陽(yáng)離子表面活性劑DDAB實(shí)現(xiàn)了離子鍵功能化氧化石墨烯的制備,并通過(guò)Sono-Fenton反應(yīng)降低了氧化石墨烯的相尺寸。將功能化小尺寸氧化石墨烯(DDAB-sGO)摻入到活性層PTB7:PC71BM混合物中,探究了 DDAB-sGO誘導(dǎo)的光活性層薄膜的相分離以及光激發(fā)下的電荷轉(zhuǎn)移特性,并且制備了性能顯著提升的有機(jī)太陽(yáng)能電池。2.功能化氧化石墨烯助力高效的大厚度本體異質(zhì)結(jié)有機(jī)太陽(yáng)能電池。我們利用PTB7輔助的氧化石墨烯相轉(zhuǎn)移方法,制備了PTB7 π-π作用修飾的功能化氧化石墨烯(P-GO),成功地轉(zhuǎn)移到非極性溶劑氯苯中,并研究了PTB7在氧化石墨烯上的結(jié)晶性增強(qiáng)機(jī)制。將P-GO作為第三元摻入有機(jī)光伏器件的活性層(PTB7:PC71BM)薄膜中,研究了P-GO的摻雜對(duì)光活性層薄膜分子取向和電荷傳輸特性的改善機(jī)制并獲得了性能穩(wěn)定的大厚度活性層的有機(jī)光伏器件,推動(dòng)了有機(jī)光伏產(chǎn)業(yè)的卷對(duì)卷大規(guī)模工藝生產(chǎn)和商業(yè)化進(jìn)程。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TB383.2;TM914.4
【部分圖文】：

圖２－１氧化石墨烯通過(guò)ＤＤＡＢ離子功能化修飾示意圖％。??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｔｈｅ?ｉｏｎｉｃ?ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄ?ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＧＯ?ｂｙ?ＤＤＡＢ＊６＊??）?ｔｔ－ｔｔ作用修飾。由于氧化石墨烯的片層上存在著未被氧化的共軛區(qū)域，因以與共軛分子通過(guò)范德華力相互吸附｜７，８１。Ｓｕ等人Ｍ提出使用芘（ＰｙＳ）?Ｔｗ用修飾的還原氧化石墨烯復(fù)合材料作為光電子器件的電極，可有效提高還原石墨烯的導(dǎo)電性，并且茈酰亞胺（Ｐ［）丨）也有相同的功效。??．１．３有機(jī)太陽(yáng)能電池的制備??本文中制備的有機(jī)太陽(yáng)能電池均使用倒置結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)為ＩＴＯ／ＺｎＯ／有源〇Ｏｘ／Ａｇ。倒置有機(jī)太陽(yáng)能電池的制備過(guò)程主要包括基片的淸洗和預(yù)處理、電輸層的制備、光活性層的制備、陽(yáng)極修飾層以及金屬電極的蒸鍍。??１）基片的清洗和預(yù)處理。在有機(jī)太陽(yáng)能電池中，ＩＴＯ表面的清潔程度、度對(duì)成膜質(zhì)量和器件最終性能有著很大的影響。１ＴＯ表面沾有污染物時(shí)會(huì)影

３光致激發(fā)動(dòng)力學(xué)表征??１）時(shí)間分辨單光子計(jì)數(shù)（ＴＣＳＰＣ）系統(tǒng)。其基本原理⑴…是：由一串窄沖激光激發(fā)樣品溶液或者薄膜產(chǎn)生熒光，使其在一個(gè)脈沖周期內(nèi)完成熒光強(qiáng)減，探測(cè)并記錄下樣品發(fā)射的第一個(gè)光子到達(dá)接收器相對(duì)于脈沖激光的時(shí)過(guò)足夠多次的探測(cè)周期后，建立熒光光子相對(duì)于激發(fā)脈沖的時(shí)間分布統(tǒng)計(jì)可以得到待探測(cè)樣品的熒光衰減曲線。??由飛秒級(jí)激光發(fā)射器產(chǎn)生特定頻率的脈沖激光，經(jīng)倍頻器分束成兩束不同相干光。一束光經(jīng)光電二級(jí)管（ＰＤ）產(chǎn)生用于記錄脈沖觸發(fā)時(shí)間的電信號(hào)。??束用于激發(fā)待測(cè)樣品產(chǎn)生熒光，經(jīng)透鏡匯聚、準(zhǔn)直后進(jìn)入光電倍增管（ＰＭＴ）??成電信號(hào)并被放大后，經(jīng)由恒比鑒別器（ＣＦＤ）輸出脈沖截止時(shí)間信號(hào)。沖開(kāi)始和截止的時(shí)間信號(hào)均經(jīng)時(shí)幅轉(zhuǎn)換器（ＴＡＣ）轉(zhuǎn)換成電壓輸出信號(hào)，過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ＡＤＣ）被統(tǒng)計(jì)，即獲得熒光衰減時(shí)間的分布圖。??光源的參?閾偵??

圖３－２?（ａ，ｂ）和（ｃ，ｄ）分別?
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本文編號(hào)：2854400