近年來,得益于新型給受體材料與優(yōu)化的器件結(jié)構(gòu),基于單節(jié)本體異質(zhì)結(jié)有機(jī)太陽能電池的器件效率已經(jīng)突破16%。利用三元策略制備有機(jī)太陽能電池,不僅可以提高光吸收,也能優(yōu)化活性層薄膜形貌,從而提高電池性能。然而,大部分有機(jī)太陽能電池的活性層薄膜厚度只有100 nm左右,制成厚膜后,效率會大幅下降,且光、空氣和熱等因素也會影響電池的壽命。針對這些問題,本論文擬通過三元策略來精確調(diào)控活性層薄膜形貌特別是垂直方向上的組分分布,從而制備厚度不敏感以及高效穩(wěn)定的有機(jī)太陽能電池。首先,將高結(jié)晶性的DRCN5T小分子引入PTB7-Th:PC₇₀BM體系,制備了厚度高達(dá)270 nm的太陽能電池,器件效率達(dá)到了11.1%。發(fā)現(xiàn)DRCN5T的引入可以促進(jìn)PTB7-Th形成納米線的結(jié)晶結(jié)構(gòu),從而提高了相純度。同時,DRCN5T可以優(yōu)化PTB7-Th和PC₇₀BM在垂直方向上的組分分布,即有更多的PTB7-Th處于薄膜表面,而更多的PC₇₀BM富集在薄膜的底層,主要與組分之間的相容性不同有關(guān)。通過熔點(diǎn)下降法,計算得到了DRCN5T:PTB7-Th和DR... 

【文章來源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

本體異質(zhì)結(jié)有機(jī)太陽能電池的結(jié)構(gòu)（a）及工作原理（b）示意圖

給受體材料會產(chǎn)生一定的激子（電子-空能級差的足夠大的條件下，脫離結(jié)合能的束縛的激置發(fā)生分離，形成電子和空穴。在靜電場的作用下分別沿著給體通道和受體通道到達(dá)界面修飾層，最于給受體中缺陷的存在，部分沒有被收集的電子和現(xiàn)出光生伏打效應(yīng)，如圖 1.1b 所示。機(jī)太陽能電池的幾種性能參數(shù)用能量轉(zhuǎn)換效率（power conversion efficiency，PC性能的優(yōu)劣。在充滿氮?dú)猓∟2）的手套箱中（常壓太陽光模擬器，在校對的標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)下（光照強(qiáng)度為的電流密度-電壓（J-V）曲線如圖 1.2 所示。影響 P路電壓（Open Circuit Voltage, Voc），短路電流密度填充因子（Fill Factor, FF）和外量子效率（ExteE）。

第 1 章 引言（PEDOT:PSS 等）修飾的 ITO 電極作陽極，以較低功函數(shù)的金屬材料（鋁等）作為陰極。但是研究發(fā)現(xiàn)，酸性的 PEDOT:PSS 會對電極有一定的破壞，影響穩(wěn)定性；另一方面鋁電極容易被氧化，從而影響器件的性能。為了解決正向器件穩(wěn)定性的問題，研究者以較低功函數(shù)的電子傳輸層（ZnO 等）修飾的 ITO 電極作為陰極，高功函數(shù)的金屬材料（銀等）作為陽極，發(fā)展了反向的器件結(jié)構(gòu)。反向結(jié)構(gòu)的器件不僅提高了電池的穩(wěn)定性，而且還解決了給受體的垂直梯度分布差異性導(dǎo)致的性能問題。因為假若受體分子在底部富集，更加有利于利用反向器件得到更高的效率[16]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Solvent additive-free ternary polymer solar cells with 16.27% ef?ciency[J]. Qiaoshi An,Xiaoling Ma,Jinhua Gao,Fujun Zhang.  Science Bulletin. 2019(08)



本文編號：3259069