有機(jī)太陽能電池作為清潔能源的代表之一,展現(xiàn)出了優(yōu)異的光電性能,同時具有出色的機(jī)械可彎曲性且制備工藝簡單,吸引了眾多研究人員的關(guān)注。如今,聚合物太陽能電池(PSCs)的最高效率已經(jīng)突破17%,但相比于晶體硅太陽能電池仍然有一定的差距。本論文主要研究了新型共軛兩性離子作為陰極界面修飾層(CBL)提升PSCs的性能。具體內(nèi)容分為如下兩部分:(1)設(shè)計并合成了共軛兩性離子材料(命名為ZW-Bu)。ZW-Bu具有兩親性,可以溶于極性溶劑(如甲醇)和非極性溶劑(如鄰二氯苯)中。因此,在旋涂活性層時,ZW-Bu CBL可能會被破壞。不過,由于ZW-Bu分子上的NH基團(tuán)可以與ITO表面的氧離子形成氫鍵作用,保護(hù)了ZW-Bu CBL不會被完全清洗干凈,仍然可以起到界面修飾的作用。這使得ZW-Bu不需要與活性層滿足溶劑正交的關(guān)系。將ZW-Bu CBL應(yīng)用于P3HT:PC₆₁BM基的倒置型PSCs中,器件效率達(dá)到了3.92%。高于傳統(tǒng)ZnO CBL的器件效率(3.51%)。而且,得益于旋涂活性層時對ZW-Bu CBL的部分清洗,ZW-Bu的初始厚度可以在不犧牲器件效率的前提下進(jìn)行大范圍...

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 有機(jī)太陽能電池的器件結(jié)構(gòu)
    1.3 有機(jī)太陽能電池的活性層
        1.3.1 給體材料
        1.3.2 受體材料
    1.4 有機(jī)太陽能電池的界面修飾層
    1.5 本文的研究內(nèi)容和意義
第二章 有機(jī)太陽能電池的基本原理與實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)
    2.1 有機(jī)太陽能電池的工作原理
        2.1.1 激子的產(chǎn)生和解離
        2.1.2 電荷載流子的傳輸
        2.1.3 電荷載流子的提取
    2.2 有機(jī)太陽能電池的主要性能參數(shù)
    2.3 有機(jī)太陽能電池的等效電路
    2.4 有機(jī)太陽能電池的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)
        2.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.4.2 實(shí)驗(yàn)材料
    2.5 本章小結(jié)
第三章 兩性離子作陰極界面修飾層改善有機(jī)太陽能電池性能
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
        3.2.1 共軛兩性離子ZW-Bu的合成
        3.2.2 ZW-Bu陰極界面修飾層的制備
        3.2.3 ZnO陰極界面修飾層的制備
        3.2.4 有機(jī)太陽能電池器件的制備
        3.2.5 材料的表征與器件的測試
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.3.1 ZW-Bu的表征
        3.3.2 ZW-Bu作為陰極界面修飾層改善有機(jī)太陽能電池性能
        3.3.3 不同溶劑對于ZW-Bu陰極界面修飾層的影響
        3.3.4 ZW-Bu陰極界面修飾層的初始厚度不敏感性的研究
        3.3.5 ZW-Bu CBL用于高效率有機(jī)太陽能電池體系的研究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 自組裝法制備有機(jī)太陽能電池的研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
        4.2.1 共軛兩性離子ZW-2和ZW-3 的合成
        4.2.2 有機(jī)太陽能電池器件的制備
        4.2.3 材料的表征與器件的測試
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        4.3.1 薄膜材料的表面能研究
        4.3.2 自組裝法制備有機(jī)太陽能電池性能的研究
        4.3.3 ZW-2與ZW-3 的表征
        4.3.4 ZW-2與ZW-3 作為自組裝陰極界面修飾層
    4.4 本章小節(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 未來展望
致謝
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間取得的與學(xué)位論文相關(guān)的研究成果



本文編號：3853434