【摘要】：隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)能源的日益消耗導(dǎo)致世界規(guī)模的能源危機(jī)。同時(shí),化石燃料的過度使用使得環(huán)境污染威脅到人們的生活。因此,儲量豐富且清潔可再生的太陽能成為理想的替代能源。近二十年發(fā)展起來的有機(jī)太陽能電池,憑借其具有大面積低成本制備潛力、可實(shí)現(xiàn)柔性電池且制備工藝簡單等突出優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。目前報(bào)道的有機(jī)太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到10%以上,然而這個(gè)數(shù)字遠(yuǎn)沒有達(dá)到可以大規(guī)模生產(chǎn)的要求。界面修飾層在改善有機(jī)太陽能電池光伏性能,提高器件穩(wěn)定性方面起著至關(guān)重要的作用。界面修飾層可以是導(dǎo)電聚合物、金屬氧化物或者其它納米結(jié)構(gòu)的材料。本文主要針對目前有機(jī)太陽能電池中常用的陽極界面修飾層的不足,引入了新型的陽極緩沖層,做了如下工作。1、以PTFE和MoO_3組成雙層結(jié)構(gòu),替代目前常用的陽極界面修飾層PEDOT:PSS或MoO_3作為陽極緩沖層,制備了結(jié)構(gòu)為ITO/PTFE/MoO_3/PCDTBT:PC71BM/Alq3/Al的實(shí)驗(yàn)器件。PTFE/MoO_3雙層結(jié)構(gòu)會在ITO表面形成界面偶極子,提高ITO的表面功函數(shù),優(yōu)化了ITO與活性層之間的界面能級差,從而有利于空穴的提取。同時(shí),相對于PEDOT:PSS,PTFE/MoO_3雙層結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì),耐潮濕,且不會侵蝕ITO;相對于單層MoO_3,PTFE/MoO_3雙層結(jié)構(gòu)對電子的阻擋能力增強(qiáng),降低了電子與空穴的復(fù)合幾率。因此,器件的性能得到了極大地改善。2、石墨烯材料由于具有良好的電學(xué)特性,光學(xué)特性以及機(jī)械特性,在有機(jī)太陽能電池領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。采用改進(jìn)的Hummers法合成了氧化石墨烯(GO)材料,將其制備成可溶液加工的GO溶液,并采用旋涂的方法沉積成GO薄膜作為陽極緩沖層,制備了結(jié)構(gòu)為ITO/GO/PCDTBT:PC71BM/LiF/Al的器件。以GO薄膜作為陽極緩沖層的器件,可溶液加工,制備工藝簡單,更有利于實(shí)現(xiàn)大面積生產(chǎn)。GO溶液呈酸堿中性,不會像PEDOT:PSS一樣侵蝕陽極材料。而且GO的引入一定程度上降低了陽極ITO與PCDTBT之間的能壘高度,有利于空穴的提取。從而器件獲得了與以PEDOT:PSS為緩沖層的器件相當(dāng)?shù)男�。本文通過上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn),探索了陽極界面修飾層對有機(jī)聚合物太陽能電池性能的影響,并針對目前常用的陽極界面修飾層的不足,提出了解決方案,成功制備了低成本高性能的器件,為實(shí)現(xiàn)有機(jī)太陽能電池的商業(yè)化應(yīng)用提供了參考。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM914.4

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 王彥;石墨烯的制備及其在聚合物復(fù)合材料中的應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2012年

，

本文編號：2566984