太陽(yáng)能電池作為利用太陽(yáng)能最為有效的手段之一,已經(jīng)受到廣泛關(guān)注并引發(fā)世界各國(guó)學(xué)者們的火熱研究。其中,聚合物太陽(yáng)能電池以其諸多優(yōu)點(diǎn)脫穎而出,備受矚目。經(jīng)過(guò)近二十年的發(fā)展,目前聚合物太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)突破15%,但與商業(yè)化的無(wú)機(jī)硅太陽(yáng)能電池相比,仍然存在效率偏低等問(wèn)題,這些也是制約聚合物太陽(yáng)能電池發(fā)展的主要原因。因此,如何提高聚合物太陽(yáng)能電池器件能量轉(zhuǎn)換效率成為擺在人們面前的首要問(wèn)題。在能源短缺與環(huán)境污染的雙重壓力下,一系列有效的方法被提出,如合成新的給受體材料,使用合適的電荷傳輸層和優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)等。眾所周知,新材料的合成需要經(jīng)歷較長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)周期,而器件結(jié)構(gòu)優(yōu)化往往需要復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)工藝。因此,通過(guò)優(yōu)化電荷傳輸層來(lái)改善電池內(nèi)部電荷傳輸特性成為一種簡(jiǎn)單有效的手段來(lái)提高器件的能量轉(zhuǎn)換效率。在聚合物太陽(yáng)能電池中,電荷的萃取、傳輸和收集在器件工作過(guò)程中承擔(dān)著重要角色,常用的電荷傳輸材料有時(shí)并不能滿足器件設(shè)計(jì)的多方面要求,此時(shí)復(fù)合或雜化傳輸層便被廣泛關(guān)注并成為研究熱點(diǎn)。本文主要通過(guò)引入界面偶極子,構(gòu)建半導(dǎo)體-金屬納米結(jié),以及形成有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合體系等方法來(lái)優(yōu)化電子傳輸層,調(diào)整活性層與電子傳輸層界面間... 

【文章頁(yè)數(shù)】：125 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 聚合物太陽(yáng)能電池
        1.2.1 聚合物太陽(yáng)能電池的基本工作原理
        1.2.2 聚合物太陽(yáng)能電池的主要性能參數(shù)
        1.2.3 聚合物太陽(yáng)能電池的發(fā)展歷程
    1.3 聚合物太陽(yáng)能電池的電荷傳輸層
        1.3.1 電荷傳輸層作用
        1.3.2 電荷傳輸層材料
        1.3.3 電荷傳輸層改性
    1.4 論文的研究思路和主要內(nèi)容
第二章 基于TiO_2/PFN復(fù)合電子傳輸層的聚合物太陽(yáng)能電池
    2.1 引言
    2.2 器件制備和薄膜表征
    2.3 器件光伏性能測(cè)試
    2.4 器件性能提升機(jī)制分析
        2.4.1 器件Jsc提高機(jī)制分析
        2.4.2 器件Voc提高機(jī)制分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于ZnO-Al復(fù)合電子傳輸層的聚合物太陽(yáng)能電池
    3.1 引言
    3.2 器件制備和薄膜表征
    3.3 器件光伏性能測(cè)試
    3.4 器件性能提升機(jī)制分析
        3.4.1 ZnO薄膜表面缺陷態(tài)分析
        3.4.2 界面電荷傳輸特性分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于ZnO:PEI混合電子傳輸層的聚合物太陽(yáng)能電池
    4.1 引言
    4.2 器件制備和薄膜表征
    4.3 器件光伏性能測(cè)試
    4.4 器件性能提升機(jī)制分析
        4.4.1 電荷傳輸勢(shì)壘分析
        4.4.2 界面電荷萃取和傳輸能力分析
    4.5 后退火處理對(duì)器件性能影響分析
        4.5.1 器件光伏性能測(cè)試
        4.5.2 暗電流和i-CELIV測(cè)試分析
    4.6 后退火處理對(duì)界面接觸特性影響分析
        4.6.1 器件制備及性能測(cè)試
        4.6.2 界面接觸特性分析和表征
    4.7 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介及博士期間取得的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Synergistic effect of fluorination on both donor and acceptor materials for high performance non-fullerene polymer solar cells with 13.5% efficiency[J]. Qunping Fan,Wenyan Su,Yan Wang,Bing Guo,Yufeng Jiang,Xia Guo,Feng Liu,Thomas P.Russell,Maojie Zhang,Yongfang Li.  Science China（Chemistry）. 2018(05)



本文編號(hào)：3705948