近日,依賴于人們對非富勒烯小分子受體(NFAs)的設(shè)計與合成,基于這類分子的有機(jī)太陽能電池(OSCs)的光電轉(zhuǎn)化效率(PCE)增勢迅猛。其中最好的例子就是2020年1月由丁黎明課題組在《科學(xué)通報》上發(fā)表的以D18為給體,Y6為受體的體系,其光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)到了18.22%。為了進(jìn)一步提高這種給受體體系工藝水平的光電轉(zhuǎn)化效率,人們致力于開發(fā)更多新的給受體材料。作為一種將太陽光能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,其材料應(yīng)該具有廣泛吸收太陽光的特點,這是提高太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率的關(guān)鍵方法之一。比較成功的單晶硅太陽能電池具有很寬的光譜吸收帶,可以響應(yīng)到1100nm,使得其光電轉(zhuǎn)化效率超過25%。因此,在有機(jī)太陽能電池領(lǐng)域,設(shè)計合成和運(yùn)用窄帶隙光電材料對于進(jìn)一步提高光電轉(zhuǎn)化效率是至關(guān)重要的。盡管效率已經(jīng)接近Shockley-Queisser理論最大值,但是基于非富勒烯受體的太陽能電池能量損失巨大(0.7-1.0 eV),這就導(dǎo)致器件的實際開路電壓小于材料光學(xué)帶隙的一半。此外,人們致力于合成窄帶隙的材料是因為這類材料的光譜吸收較寬,有利于提高器件的效率。因此分子能級差和吸收光譜之間的這種趨勢使得器件不能同時獲得高...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 有機(jī)太陽能電池簡介
        1.2.1 有機(jī)太陽能電池的原理介紹
        1.2.2 有機(jī)太陽能電池的器件結(jié)構(gòu)
        1.2.3 有機(jī)太陽能電池的性能表征
    1.3 有機(jī)太陽能電池的發(fā)展歷程
        1.3.1 受體材料的發(fā)展歷程
    1.4 本論文的設(shè)計思想及研究內(nèi)容
    1.5 本論文的創(chuàng)新點
2 聚合物太陽能電池材料表征和器件制備的儀器設(shè)備
3 端基為巴比妥酸的有機(jī)小分子受體的光伏性能
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗所需原料與試劑
        3.2.2 中間體和非富勒烯小分子受體的合成
        3.2.4 光電器件的制備和表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 結(jié)構(gòu)計算
        3.3.2 非富勒烯受體的光學(xué)性能
        3.3.3 非富勒烯受體的電化學(xué)性能
        3.3.4 非富勒烯受體的熱穩(wěn)定性
        3.3.5 器件性能探究
        3.3.6 載流子遷移
        3.3.7 形貌特征
    3.4 小結(jié)
4 端基調(diào)控的非富勒烯受體材料光伏性能的研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗所需原料與試劑
        4.2.2 中間體和非富勒烯小分子受體的合成
        4.2.4 光電器件的制備和表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 非富勒烯受體的光學(xué)性能
        4.3.3 非富勒烯受體的電化學(xué)性能
        4.3.4 器件性能探究
    4.4 小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果



本文編號：3775872