以共軛聚合物為電子給體,無機半導體納米晶為電子受體的有機-無機雜化太陽能電池因其兼具有機材料和無機材料的優(yōu)點、成本低、加工性好等優(yōu)點,近年來備受研究人員關注。但有機-無機雜化太陽能電池的器件效率普遍比較低,主要是因為活性層的微觀形貌難以控制。目前,有機-無機雜化太陽能電池的活性層主要是通過共軛聚合物和無機半導體納米晶物理共混法制備得到,然而共軛聚合物和無機半導體納米晶之間的相容性較差,從而無機半導體納米晶在有機共軛聚合物中容易聚集,分散性差,發(fā)生宏觀相分離,導致激子分離效率低。同時,難以形成緊密接觸的共軛聚合物和無機半導體納米晶雜化界面,不利于電荷的快速轉移。因此,形成具有緊密接觸的共軛聚合物/無機半導體納米晶雜化界面,同時獲得納米尺度上的連續(xù)互穿導電網(wǎng)絡結構,是提高雜化太陽能電池效率的關鍵。本文分別通過兩親性嵌段共聚物和類鹵素原位鈍化納米晶相結合,以及在聚合物中原位生長納米晶的方法兩條路線來改善共軛聚合物和無機半導體納米晶之間的相容性,從而獲得緊密接觸的共軛聚合物/無機半導體納米晶雜化界面,構建具有連續(xù)互穿導電網(wǎng)絡結構的雜化材料體系,并對其光電性質進行了研究。首先,采用格氏置換聚合法... 

【文章來源】：南昌大學江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?（ａ）有機－無機雜化太陽能電池結構示意圖，（ｂ）?Ｄ／Ａ本體異質結太陽能電池示意圖

?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－無機雜化太陽能電池的工作原理??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆｏｒｇａｎｉｃ?－?ｉｎｏｒｇａｎｉｃ?ｈｙｂｒｉｄ?ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌｓ．??（ａ）光的吸收??首先，當入射光到達活性層后，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，無機半導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）激子擴散??為得到自由載流子，需要激子在共軛聚合物／無機半導體納米晶界面發(fā)生電??荷分離。然而，激子本身不帶電荷，它的移動是依靠激子的濃度梯度差進行的??擴散運動。但是，激子在共軛聚合物中有效擴散長度大約只有１０－２０?因此，??激子需要在１０－２０?ｎｍ范圍以內經擴散到達Ｄ／Ａ界面。如果激子不能到達Ｄ／Ａ界??面，不能產生自由載流子，不能對光生電流做出貢獻。??（ｃ）電荷轉移??激子擴散到共軛聚合物和無機半導體納米晶的雜化界面后，為了使得激子??在Ｄ／Ａ界面上能夠進行有效的電荷分離，需要共軛聚合物給體的ＬＵＭＯ和??ＨＯＭＯ能級分別高于無機半導體納米晶受體的ＬＵＭＯ和ＨＯＭＯ能級約０．５?ｅＶ，??因為共軛聚合物中激子的束縛能約為０．３－０．５ｅＶ，所以（給體ＬＵＭＯ?—受??體ＬＵＭＯ）與Ａ＾〇ｗ〇?

?第１章緒論???當增加，相應器件的電流密度也會隨之增加，器件的性能也有所提高。當活性??層厚度為１５０?ｎｍ時，ＺｎＯ／Ｐ３ＨＴ雜化器件的內量子效率和短路電流都達到最高，??器件的最高效率也達到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得到的不同厚度下的Ｐ３ＨＴ／ＺｎＯ活性層三維結??構圖（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??對共軛聚合物進行端基功能化可以有效改善共軛聚合物／無機半導體納米??晶間的界面結構。用末端功能化的官能團修飾共軛聚合物的側鏈不僅能使共軛??聚合物的溶解性得到提高，還能使共軛聚合物和無機半導體納米晶之間的電子??耦合作用得到增加。研究表明，對共軛聚合物進行端基功能化能有效改進和提??高雜化太陽能電池的光伏性能。Ｌｉｕ等［３２］將氨基功能化的Ｐ３ＨＴ與吡啶處理

【參考文獻】：
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合及其光電轉換性質[J]. 高玲玲,佟斌,姚桂君,董宇平,張茂鋒,LAMJacky Wing Yip,唐本忠.  高分子學報. 2005(03)



本文編號：2944087