隨著全球范圍內(nèi)的人口增加,人類對能源的需求量與日俱增。為了解決能源短缺與日益增加的能源需求之間的矛盾,科研界和工業(yè)界都在積極探索新的能源利用方式,其中就包括了對太陽能電池進行的大量研究。到目前為止,太陽能電池已發(fā)展到基于溶液加工工藝的第三代水平。作為其中的典型代表,本體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)有機薄膜太陽能電池以其成本低、可溶液旋涂成膜、可大批量卷對卷生產(chǎn)等獨特優(yōu)勢在推進第三代光伏技術(shù)革新中發(fā)揮出重要作用。隨著人們對有機太陽能電池相關(guān)分子工程、界面工程和器件工藝的深入探索,眾多新穎、高性能的有機給受體分子材料以及界面修飾材料被開發(fā)出來,用以改善活性層中的電荷產(chǎn)生以及界面處的電荷抽取等性質(zhì),電池光電性能得到了長足發(fā)展。與此同時,新型給體材料的不斷豐富也促使科研人員將興趣越來越多地集中到更深層工作機理的研究上。對電池內(nèi)部多個復雜物理過程及其限制因素的理解和認識成為指導材料設(shè)計、工藝優(yōu)化并進一步提高器件性能的關(guān)鍵。有機太陽能電池中的物理過程包含了激子生成并擴散、電荷轉(zhuǎn)移、激子分離、載流子傳輸、載流子抽取和收集等。其核心是以分子之間的載流子傳輸為媒介的能量傳遞過程。在這個過程中,載流子很容易被分子局域態(tài)或界面...

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圖1.1美國國家可再生能源中心2016年發(fā)布的認證光電轉(zhuǎn)換效率示意圖

美國國家可再生能源中心2016年發(fā)布的認證光電轉(zhuǎn)換效陽能電池的結(jié)構(gòu)及工作原理太陽能電池，有機太陽能電池也包含核心的吸光活性層以

圖1.2單層電池(a)、平面異質(zhì)結(jié)電池(b)、本體異質(zhì)結(jié)電池(c)結(jié)構(gòu)圖

圖1.3有機太陽能電池暗態(tài)、光照下的J-V曲線以及功率密度曲線

當源表輸出電壓與電池兩端光生電動勢大小相等方，此時就等效得到了電池的開路電壓（Voc），當源表輸出電壓為為短路電流密度（Jsc）。第四象限部分J-V乘積的絕對值反映電池.3中綠色虛線所示，其峰值對應的點為最大功率輸出點（max對應著電壓VMPP和電流JMPP。因此PC....

圖1.4有機半導體能帶結(jié)構(gòu)圖(a)；典型的材料吸收光譜(b)

無機半導體是以共價鍵結(jié)合成的原子晶體，電子波函數(shù)在整個形成一種帶內(nèi)的準自由電子/空穴輸運，因此可以用能帶理論對電子性質(zhì)加料是由非共價鍵的分子間相互作用力構(gòu)成的分子晶體，缺少周期性的晶性質(zhì)來源于分子內(nèi)π電子的共軛性。常見的苯環(huán)、噻吩環(huán)、硒吩環(huán)、蒽的結(jié)構(gòu)單元。首先由這些共軛單元構(gòu)....

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