有機太陽能電池具有材料來源廣泛、制備工藝簡單、成本低廉等優(yōu)勢,因而該領域一直備受關注。三元摻雜作為一種提高有機太陽能電池性能的有效手段,更是吸引了越來越多的科研團隊對其進行深入研究。本論文基于經典的PTB7:PC₇₁BM活性層體系,分別引入高載流子遷移率、低成本的小分子材料a-6T以及吸收光譜位于紅外波段的聚合物材料IEICO-4F作為第三元,制備了高性能三元有機太陽能電池且詳細分析了性能提升的內部機理。1、研究了高載流子遷移率材料a-6T作為第三元對PTB7:PC₇₁BM有機太陽能電池的影響。當a-6T的摻雜比例為1.0 wt%,2.0 wt%,3.0 wt%時,器件性能得到提升。尤其是摻雜比例為2.0 wt%的時候,所制備的三元器件性能達到最優(yōu),功率轉換效率可達8.09%,與二元電池6.62%的功率轉換效率相比提高了22.2%。分析可知,a-6T提升器件性能主要是由于以下三點:（1）α-6T的吸收光譜一定程度上彌補了PC₇₁BM的吸光能力弱的缺點,α-6T與PTB7之間存在的F（?）rster能量傳遞更是加強了光子的... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

有機太陽能電池的工作原理圖

第一章緒論7子器件單元依照能隙從大到小的順序從外向背電極串聯(lián)。設計疊層器件的關鍵在于合理的選擇子單元器件的能隙寬度和厚度，同時最大限度的保證他們之間的歐姆接觸。(c)(d)圖1-3有機太陽能電池的器件結構。(a)單層結構；(b)雙層結構；(c)本體異質結結構；(d)疊層結構1.4.2有機太陽能電池的性能參數(shù)對于一個有機光伏器件而言，我們一般首先用能量轉換效率（PowerConversionEfficiency,PCE）參數(shù)來綜合評價其性能優(yōu)劣。能量轉換效率PCE，具體是指太陽能電池器件的最大輸出功率與入射太陽光功率的比值。通過測試器件的電流密度和電壓（J-V）特性曲線可以計算光伏器件的PCE，光伏器件黑暗和光照下的J-V曲線如圖1-4所示。PCE計算公式如下：max100%scocininPJVFFPCEPP(1-2)由以上公式可知光電轉換效率PCE由開路電壓（OpenCircuitVoltage，VOC）、短路電流（ShortCircuitCurrentDensity，JSC）、填充因子（FillFactor，F(xiàn)F）決定，同時外量子效率（ExternalQuantumEfficiency，EQE）也是衡量器件光伏性能好壞(a)(b)

電子科技大學碩士學位論文8的重要參數(shù)。接下來就這幾個參數(shù)做一個簡單的介紹：（1）開路電壓VOC在沒有電流回路時，經過光照之后器件產生的電壓即為開路電壓VOC。可根據(jù)光照情形下，器件的J-V曲線中電流為0時對應的電壓值獲得。在體異質結結構的器件中VOC計算公式如下[37]：1()OCAccepterDonorVLUMOHOMOEe（1-3）上式中的ΔE代表空穴和電子在器件中的傳輸能量損耗，約為0.3eV。減小器件中的電荷復合幾率以及優(yōu)化活性層材料與電極之間的界面接觸可以使開路電壓接近理論值；選擇高HOMO能級給體材料與低LUMO能級受體材料可以有效增大器件的開路電壓。圖1-4太陽能電池的J-V曲線（2）短路電流JSC短路電流是指器件在受到光照以及外加電場為0的條件下，此時器件回路中產生的電流�？筛鶕�(jù)光照情形下，器件的J-V曲線中電壓為0時對應的電流值獲得，通常用JSC表示。JSC的大小一般與吸收光強成線性或亞線性關系。在體異質結結構的器件中JSC計算公式如下[38]：SCJnqE（1-4）上式中n代表載流子密度，q代表電子電荷量，μ代表載流子遷移率，E代表電場強度。（3）填充因子FF填充因子FF是指電池的最大輸出功率（Pmax=JmaxVmax）與開路電壓和短路電

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3513120