【摘要】：有機(jī)無機(jī)雜化太陽能電池因其簡單的制備工藝,低廉的成本,在新能源領(lǐng)域具有很大的研究和應(yīng)用價(jià)值。近年來,包括有機(jī)太陽能電池,鈣鈦礦太陽能電池,硫化物太陽能電池等雜化太陽能電池已被深入研究。本論文為了優(yōu)化雜化光伏器件的制備工藝和性能,基于不同界面輸運(yùn)材料的制備和應(yīng)用研究了材料與器件性能的關(guān)系。研究了具有優(yōu)良光電特性,高遷移率和適當(dāng)帶隙的界面輸運(yùn)材料,并用于太陽能電池以提高效率和穩(wěn)定性。通過反應(yīng)磁控濺射方法在室溫下合成Cu2O納米晶薄膜。系統(tǒng)研究了沉積條件對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物的影響,并將得到的高遷移率,單相Cu20納米晶體薄膜其應(yīng)用于聚合物太陽能電池當(dāng)中。基于PTB7:PC71BM活性層的聚合物太陽能電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)到8.61%,比基于經(jīng)典空穴傳輸材料-PEDOT:PSS的器件效率要高15%。更進(jìn)一步,由共軛聚合物FBT-Th4修飾的氧化亞銅(Cu20)的空穴傳輸層也成功地運(yùn)用于基于PffBT4T-20D:PC71BM活性層的常規(guī)結(jié)構(gòu)有機(jī)太陽能電池(OSCs)中,經(jīng)優(yōu)化后器件顯示出9.56%的高效率,并且在普通環(huán)境條件下,也顯示出良好的穩(wěn)定性。制備了由Ag2S納米晶/P3HT共軛聚合物組成的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu),器件表現(xiàn)出優(yōu)異的短路電流密度,約為19 mA·cm-2,但受限于開路電壓,整體效率并不高。為此,我們將低溫溶液合成的SnO2納米晶薄膜作為雜化太陽能電池的電子傳輸材料�；赟nO2的混合太陽能電池表現(xiàn)出0.28 V的開路電壓,比沒有SnO2的器件高0.1 V。通過真空熱蒸發(fā)法制備了非化學(xué)計(jì)量比的CuxO薄膜,并將其與可溶液處理的共軛聚合物FBT-Th4結(jié)合,FBT-Th4具有優(yōu)異的空穴傳輸性能以及化學(xué)穩(wěn)定性,除此之外,CuxO薄膜具有優(yōu)異的疏水特性,可提高器件的穩(wěn)定性。通過器件優(yōu)化,反掃效率高達(dá)18.85%,穩(wěn)態(tài)效率為18.24%,遲滯效應(yīng)也同樣得到改善。在70-80%%高濕度條件下,鈣鈦礦太陽能電池的長期穩(wěn)定性顯著提高。通過引入了一種原位鈍化缺陷的方法,即在形成鈣鈦礦薄膜的反溶劑過程中采用新型非富勒烯小分子(IT-4F)的方法,可有效地鈍化鈣鈦礦薄膜的帶正電荷離子缺陷。這種有效的缺陷鈍化降低了電荷陷阱密度并延長了載流子復(fù)合壽命。此外,它提高了基于Li-NiOx空穴傳輸材料p-i-n平面器件的開路電壓,將效率提高至18.3%。而且,缺陷的鈍化也顯著增強(qiáng)了在大氣條件下器件的穩(wěn)定性。
【圖文】：

度通常小于１０邋ｎｍ，故極易弛豫至基態(tài)。我們以聚合物給體（Ｄｏｎｏｒ）和富勒烯衍逡逑生物受體（Ａｃｃｅｐｔｏｒ）組成的本體異質(zhì)結(jié)（ＢＨＪ）作為研究對(duì)象。其運(yùn)行機(jī)制如圖逡逑１－１和圖１－２所示：入射光照射ＢＨＪ有源層，受激產(chǎn)生激子（即gq縛電子－空穴逡逑對(duì)），其次激子向Ｄ／Ａ界面擴(kuò)散。然后，給體和受體ＬＵＭＯ能級(jí)之間的能量發(fā)生逡逑偏移（Ｅｄ），促使激子克服結(jié)合能，發(fā)生分離，進(jìn)而產(chǎn)生受體ＬＵＭＯ能級(jí)上電子逡逑以及給體ＨＯＭＯ能級(jí)上空穴。該電子與空穴分別通過給體受體（Ｄ＆Ａ）互穿網(wǎng)逡逑絡(luò)結(jié)構(gòu)，向陰極和陽極遷移，經(jīng)外部電極收集，最后在閉合器件中產(chǎn)生光電流和逡逑光電壓。Ｕ２逡逑７逡逑

邐￡．ｘｃ邐Ｊ逡逑圖１－２本體異質(zhì)結(jié)器件中激子分離傳輸供體／給體界面電荷轉(zhuǎn)移態(tài)示意圖２逡逑１２太陽能電池性能表征逡逑在沒有外加偏壓時(shí)，光電流流向ＰＮ結(jié)的反向偏壓方向，而太陽能電池的凈逡逑電流也流向反向偏壓方向。在未加負(fù)載，即負(fù)載電阻為零時(shí)，太陽能電池處于短逡逑路狀態(tài)，這種情況下的電流／稱為ｆｅ路電流（Ｓｈｏｒｔ邋Ｃｉｒｃｕｉｔ邋Ｃｕｒｒｅｎｔ，，／ｓｃ），即逡逑Ｉ＝Ｉｓｃ＝Ｉｐｈ逡逑／，ｃ即為短路光電流，另一常用寫法是將／，ｃ除以器件面積得出短路電流密度及．逡逑邐邐邐邐［￣￣］邐Ｏ逡逑ｒ邋士邋４邋N邋ｉ逡逑ｙ邋ｆ邋ｖ逡逑%煎義襄五五五五

本文編號(hào)：2629104