有機(jī)太陽能電池(OSCs),具有成本低、加工性能好、材料結(jié)構(gòu)多樣以及可以大面積低成本印刷制備等優(yōu)點,成為有機(jī)光電領(lǐng)域和光伏領(lǐng)域的熱門研究方向。為了實現(xiàn)OSCs低價大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用,還需要在材料(包括活性層材料、界面層材料和電極材料等)、器件工業(yè)、器件壽命等各個方面進(jìn)行更深入的研究與探索。本論文主要是設(shè)計合成了一系列新型的可濕法加工的有機(jī)小分子材料,將其作為陰極界面層(CILs)應(yīng)用于OSCs,探究了其對有機(jī)太陽能電池器件性能的影響。研究內(nèi)容如下:(1)設(shè)計合成了三個新型的含氮、氧和硅并具有雙性離子成分的非共軛有機(jī)小分子陰極界面材料(HDSID、SPSID和STSID)。研究結(jié)果表明,經(jīng)過小分子陰極界面材料修飾的PTB7:PC₇₁BM基器件和PM6:Y6基器件的光伏性能顯著提升。OSCs器件光伏性能提升主要原因是Al電極經(jīng)陰極界面材料修飾后表面功函數(shù)(WF)的降低,有效調(diào)節(jié)了電極和活性層之間的接觸勢壘,從而形成良好的歐姆接觸,有利于電荷的傳輸,從而提升器件的光伏性能。其中,經(jīng)HDSID修飾的PTB7:PC₇₁BM基器件的PCE達(dá)到8.96%,基...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 有機(jī)太陽能電池的發(fā)展歷程
    1.3 有機(jī)太陽能電池的結(jié)構(gòu)和工作原理
        1.3.1 有機(jī)太陽能電池的結(jié)構(gòu)
        1.3.2 有機(jī)太陽能電池的工作原理
        1.3.3 有機(jī)太陽能電池的重要性能參數(shù)
    1.4 有機(jī)太陽能電池的活性層材料
        1.4.1 給體材料
        1.4.2 受體材料
    1.5 有機(jī)太陽能電池的界面材料
        1.5.1 陽極界面材料
        1.5.2 陰極界面材料
    1.6 論文的主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新
        1.6.1 主要研究內(nèi)容
        1.6.2 論文創(chuàng)新點
第2章 基于硅原子的小分子陰極界面材料的合成及性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗所需原料和試劑
        2.2.2 測試用儀器設(shè)備
        2.2.3 材料合成
        2.2.4 有機(jī)太陽能電池的制備
        2.2.5 有機(jī)太陽能電池的制備與表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 小分子陰極界面材料的光學(xué)性能
        2.3.2 密度泛函理論計算
        2.3.3 NCSMEs在有機(jī)太陽能電池中的應(yīng)用
        2.3.4 激子解離與復(fù)合
        2.3.5 載流子遷移率
        2.3.6 紫外光電子能譜(UPS)測試
        2.3.7 界面處理對器件薄膜形態(tài)的影響
    2.4 本章小結(jié)
第3章 新型離子型化合物陰極界面材料的合成及性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗所需原料和試劑
        3.2.2 材料合成
        3.2.3 有機(jī)太陽能電池的制備
        3.2.4 有機(jī)太陽能電池的表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 離子型化合物的光學(xué)性能
        3.3.2 密度泛函理論計算
        3.3.3 離子型化合物在有機(jī)太陽能電池中的應(yīng)用
        3.3.4 激子解離與復(fù)合
        3.3.5 界面處理對器件薄膜形態(tài)的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄



本文編號：3784058