以共軛聚合物為電子給體,無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米晶為電子受體的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化太陽(yáng)能電池因其兼具有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料的優(yōu)點(diǎn)、成本低、加工性好等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)備受研究人員關(guān)注。但有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化太陽(yáng)能電池的器件效率普遍比較低,主要是因?yàn)榛钚詫拥奈⒂^形貌難以控制。目前,有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化太陽(yáng)能電池的活性層主要是通過(guò)共軛聚合物和無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米晶物理共混法制備得到,然而共軛聚合物和無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米晶之間的相容性較差,從而無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米晶在有機(jī)共軛聚合物中容易聚集,分散性差,發(fā)生宏觀相分離,導(dǎo)致激子分離效率低。同時(shí),難以形成緊密接觸的共軛聚合物和無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米晶雜化界面,不利于電荷的快速轉(zhuǎn)移。因此,形成具有緊密接觸的共軛聚合物/無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米晶雜化界面,同時(shí)獲得納米尺度上的連續(xù)互穿導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),是提高雜化太陽(yáng)能電池效率的關(guān)鍵。本文分別通過(guò)兩親性嵌段共聚物和類鹵素原位鈍化納米晶相結(jié)合,以及在聚合物中原位生長(zhǎng)納米晶的方法兩條路線來(lái)改善共軛聚合物和無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米晶之間的相容性,從而獲得緊密接觸的共軛聚合物/無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米晶雜化界面,構(gòu)建具有連續(xù)互穿導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的雜化材料體系,并對(duì)其光電性質(zhì)進(jìn)行了研究。首先,采用格氏置換聚合法... 

【文章來(lái)源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：60 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?（ａ）有機(jī)－無(wú)機(jī)雜化太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)示意圖，（ｂ）?Ｄ／Ａ本體異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池示意圖

?第１章緒論???ＬＵＭＯ?ｃｈａｒｇｅ?ｔｒａｎｓｆｅｒ??￣Ｐ＼ｒ?萏［５??．…ｈｙ＾??ｉ?＊?ｍ?？???■＿■＿■????一＿＂丨—ｉｉ?Ｉ■■丨■…．??１￣￣￣￣Ｌ￣ｖ?ｕｉｉｔｕｓｉｏｎ??Ｖ＂＂Ｗ??Ａｎ〇ｄｅ?ＨＯＭＯ仁④?Ｃａｔｈｏｄｅ??Ｐｌｏｙｍｅｒ?ＮＣｓ????圖１．２有機(jī)－無(wú)機(jī)雜化太陽(yáng)能電池的工作原理??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆｏｒｇａｎｉｃ?－?ｉｎｏｒｇａｎｉｃ?ｈｙｂｒｉｄ?ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌｓ．??（ａ）光的吸收??首先，當(dāng)入射光到達(dá)活性層后，活性層中的共軛聚合物吸收了入射光中很??大一部分的光能，無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米晶則吸收很少一部分的光能。電子在吸收光??能后被激發(fā)形成激子。??（ｂ）激子擴(kuò)散??為得到自由載流子，需要激子在共軛聚合物／無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米晶界面發(fā)生電??荷分離。然而，激子本身不帶電荷，它的移動(dòng)是依靠激子的濃度梯度差進(jìn)行的??擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。但是，激子在共軛聚合物中有效擴(kuò)散長(zhǎng)度大約只有１０－２０?因此，??激子需要在１０－２０?ｎｍ范圍以內(nèi)經(jīng)擴(kuò)散到達(dá)Ｄ／Ａ界面。如果激子不能到達(dá)Ｄ／Ａ界??面，不能產(chǎn)生自由載流子，不能對(duì)光生電流做出貢獻(xiàn)。??（ｃ）電荷轉(zhuǎn)移??激子擴(kuò)散到共軛聚合物和無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米晶的雜化界面后，為了使得激子??在Ｄ／Ａ界面上能夠進(jìn)行有效的電荷分離，需要共軛聚合物給體的ＬＵＭＯ和??ＨＯＭＯ能級(jí)分別高于無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米晶受體的ＬＵＭＯ和ＨＯＭＯ能級(jí)約０．５?ｅＶ，??因?yàn)楣曹椌酆衔镏屑ぷ拥氖`能約為０．３－０．５ｅＶ，所以（給體ＬＵＭＯ?—受??體ＬＵＭＯ）與Ａ＾〇ｗ〇?

?第１章緒論???當(dāng)增加，相應(yīng)器件的電流密度也會(huì)隨之增加，器件的性能也有所提高。當(dāng)活性??層厚度為１５０?ｎｍ時(shí)，ＺｎＯ／Ｐ３ＨＴ雜化器件的內(nèi)量子效率和短路電流都達(dá)到最高，??器件的最高效率也達(dá)到２％。??：??＿??？３?１００?Ｋ＾Ｏ?５０Ｃ?６０Ｇ?ｆｔ?ＩＯＣ?３Ｃ０?＾〇〇?４〇Ｃ?ｖ?１００?２００?３００?４００??Ｄ＝ｓｕｒｃ＜．?Ｕ：．ｍ）??（ｄ）?（ｅ）?（ｆ）??圖１．３?（ａ）？（ｃ）利用電子斷層成像技術(shù)得到的不同厚度下的Ｐ３ＨＴ／ＺｎＯ活性層三維結(jié)??構(gòu)圖（７００?ｎｍｘ７００ｎｍ），（ｄ）？（ｆ）水平截面的激子猝滅效果圖［３１］??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?（ａ）？（ｃ）?ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｃｔｉｖｅ?ｌａｙｅｒ?ｏｆ?Ｐ３ＨＴ／ＺｎＯ?ａｔ??ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｅｓ?ｏｂｔａｉｎｅｄ?ｂｙ?ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ?（７００?ｎｍ＞＜７００?ｎｍ），ａｎｄ?（ｄ）？（ｆ）?ｅｘｃｉｔｉｏｎ??ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ?ｅｆｆｅｃｔ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ?ｓｅｃｔｉｏｎ＾３１］??１．３．２共軛聚合物的功能化??對(duì)共軛聚合物進(jìn)行端基功能化可以有效改善共軛聚合物／無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米??晶間的界面結(jié)構(gòu)。用末端功能化的官能團(tuán)修飾共軛聚合物的側(cè)鏈不僅能使共軛??聚合物的溶解性得到提高，還能使共軛聚合物和無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米晶之間的電子??耦合作用得到增加。研究表明，對(duì)共軛聚合物進(jìn)行端基功能化能有效改進(jìn)和提??高雜化太陽(yáng)能電池的光伏性能。Ｌｉｕ等［３２］將氨基功能化的Ｐ３ＨＴ與吡啶處理

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]PbS納米粒子與全共軛高分子的自組裝膜原位復(fù)合及其光電轉(zhuǎn)換性質(zhì)[J]. 高玲玲,佟斌,姚桂君,董宇平,張茂鋒,LAMJacky Wing Yip,唐本忠.  高分子學(xué)報(bào). 2005(03)



本文編號(hào)：2944087