發(fā)布時間：2021-07-01 11:40

　　近年來,得益于新型給受體材料與優(yōu)化的器件結構,基于單節(jié)本體異質結有機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)定的有機太陽能電池。首先,將高結晶性的DRCN5T小分子引入PTB7-Th:PC₇₀BM體系,制備了厚度高達270 nm的太陽能電池,器件效率達到了11.1%。發(fā)現(xiàn)DRCN5T的引入可以促進PTB7-Th形成納米線的結晶結構,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。通過熔點下降法,計算得到了DRCN5T:PTB7-Th和DR... 

【文章來源】：南昌大學江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

本體異質結有機太陽能電池的結構（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，如圖 1.1b 所示。機太陽能電池的幾種性能參數(shù)用能量轉換效率（power conversion efficiency，PC性能的優(yōu)劣。在充滿氮氣（N2）的手套箱中（常壓太陽光模擬器，在校對的標準光強下（光照強度為的電流密度-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)展了反向的器件結構。反向結構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】：
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