聚合物太陽能電池具有成本低、柔性、半透明、可溶液加工,易于大面積制備等優(yōu)點(diǎn),表現(xiàn)出廣泛的研究及應(yīng)用價(jià)值。目前,單節(jié)聚合物太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率已穩(wěn)步推進(jìn)至10%-14%。與無機(jī)材料相比,有機(jī)吸光層材料具有吸收光譜不連續(xù),且可通過改變其結(jié)構(gòu)來改變吸收光譜的特點(diǎn),易制成在可見光波段半透明的電池,一方面可作為串聯(lián)結(jié)構(gòu)太陽能電池的底電池,另一方面可應(yīng)用于建筑物窗戶、汽車玻璃、農(nóng)業(yè)大棚等領(lǐng)域,因而被認(rèn)為最具市場(chǎng)化潛力。然而,目前同時(shí)實(shí)現(xiàn)半透明聚合物太陽能電池較高的能量轉(zhuǎn)換效率、透光率及顯色性能仍然面臨著較大的挑戰(zhàn),且不同的應(yīng)用需求對(duì)半透明電池的性能提出了不同的要求。因此,本論文的主要工作是通過選擇適合且性能優(yōu)異的活性層給受體材料,進(jìn)而借助界面工程及光學(xué)模擬優(yōu)化器件性能,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步構(gòu)建半透明聚合物太陽能電池,并根據(jù)其特性探究潛在的應(yīng)用方向,本論文工作主要分為以下三個(gè)部分:在第三章中,我們選擇了富勒烯體系PTB7-Th:PC₇₁BM作為活性層,同時(shí)采用一種可厚膜加工的n型聚合物PF3N-2TNDI作為電子傳輸層,光學(xué)模擬表明:PF3N-2TNDI一方面可有效調(diào)控活性層中... 

【文章頁數(shù)】：111 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 有機(jī)/聚合物太陽能電池概述
        1.1.1 有機(jī)/聚合物太陽能電池的基本結(jié)構(gòu)和工作原理
        1.1.2 有機(jī)/聚合物太陽能電池的性能參數(shù)
    1.2 半透明聚合物太陽能電池簡(jiǎn)介
    1.3 半透明聚合物太陽能電池的給/受體材料開發(fā)
        1.3.1 聚合物-富勒烯太陽能電池的發(fā)展歷程
        1.3.2 窄帶隙聚合物給體在半透明太陽能電池中的應(yīng)用
        1.3.3 聚合物-非富勒烯太陽能電池的研究進(jìn)展
        1.3.4 窄帶隙非富勒烯受體在半透明太陽能電池的應(yīng)用
    1.4 半透明聚合物太陽能電池的電極設(shè)計(jì)
    1.5 聚合物太陽能電池中的陰極界面材料
    1.6 光學(xué)模擬在半透明聚合物太陽能電池中的應(yīng)用
    1.7 本論文的設(shè)計(jì)思路和創(chuàng)新之處
        1.7.1 課題的提出
        1.7.2 論文的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 聚合物太陽能電池的制備及性能測(cè)試
    2.1 聚合物太陽能電池的制備
    2.2 聚合物太陽能電池的性能測(cè)試
        2.2.1 光伏性能測(cè)試
        2.2.2 其他性能表征
第三章 陰極界面修飾提高富勒烯半透明太陽能電池性能
    3.1 研究背景
    3.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法
    3.3 PF3N-2TNDI界面修飾PTB7-Th:PC71BM太陽能電池的性能
        3.3.1 光學(xué)模擬協(xié)同制備高效PTB7-Th:PC71BM太陽能電池
        3.3.2 PF3N-2TNDI界面提高超薄活性層器件Jsc的機(jī)理探究
    3.4 PTB7-Th:PC71BM半透明太陽能電池的性能研究
        3.4.1 半透明銀電極的制備
        3.4.2 PTB7-Th:PC71BM半透明太陽能電池的性能優(yōu)化
        3.4.3 PTB7-Th:PC71BM半透明太陽能電池的顯色性能
    3.5 本章小結(jié)
第四章 簡(jiǎn)易光學(xué)調(diào)控層提高三元非富勒烯半透明太陽能電池性能
    4.1 研究背景
    4.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法
    4.3 J52:IT-M:IEICO三元非富勒烯太陽能電池的性能研究
        4.3.1 IEICO組分對(duì)于三元非富勒烯太陽能電池光伏性能的影響
        4.3.2 IEICO組分對(duì)于三元非富勒烯太陽能電池載流子復(fù)合的影響
    4.4 J52:IT-M:IEICO三元半透明太陽能電池的性能研究
        4.4.1 J52:IT-M:IEICO三元半透明太陽能電池的光學(xué)模擬
        4.4.2 MoO3光學(xué)層調(diào)控J52:IT-M:IEICO半透明太陽能電池性能
    4.5 本章小結(jié)
第五章 一種可應(yīng)用于光伏農(nóng)業(yè)大棚的高效三元半透明聚合物太陽能電池
    5.1 研究背景
    5.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法
    5.3 J52:IEICO-4F:PC71BM三元聚合物太陽能電池的性能研究
        5.3.1 PC71BM組分對(duì)于三元聚合物太陽能電池光伏性能的影響
        5.3.2 PC71BM組分對(duì)于三元聚合物太陽能電池載流子遷移率的影響
        5.3.3 PC71BM組分對(duì)于三元聚合物太陽能電池電荷分離的影響
        5.3.4 PC71BM組分對(duì)于三元聚合物太陽能電池載流子復(fù)合的影響
        5.3.5 PC71BM組分對(duì)于三元聚合物太陽能電池穩(wěn)定性的影響
    5.4 J52:IEICO-4F:PC71BM三元半透明電池的性能及應(yīng)用研究
        5.4.1 J52:IEICO-4F:PC71BM三元半透明太陽能電池的性能研究
        5.4.3 J52:IEICO-4F:PC71BM三元半透明太陽能電池的光伏農(nóng)業(yè)大棚應(yīng)用分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]26mA cm-2 Jsc from organic solar cells with a low-bandgap nonfullerene acceptor[J]. Zuo Xiao,Xue Jia,Dan Li,Shizhe Wang,Xinjian Geng,Feng Liu,Junwu Chen,Shangfeng Yang,Thomas P.Russell,Liming Ding.  Science Bulletin. 2017(22)
[4]太陽能光伏建筑一體化關(guān)鍵技術(shù)問題研究[J]. 周源,張世君,陳鵬,鐘周源.  建筑節(jié)能. 2017(02)
[5]基于聚合物給體與非富勒烯有機(jī)小分子受體材料的有機(jī)太陽能電池研究進(jìn)展[J]. 劉欣,蘇仕健,曹鏞.  高分子通報(bào). 2014(12)



本文編號(hào)：3660400