本文關(guān)鍵詞：有機(jī)添加劑對(duì)聚合物太陽(yáng)能電池光伏性能影響的研究

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【摘要】：有機(jī)太陽(yáng)能電池(Organic solar cell)是最有發(fā)展前景的新一代光伏技術(shù),大量的研究者已經(jīng)在此研究上傾注許多心血,累積了許多令人鼓舞的研究成果。P3HT(聚(3-己基)噻吩):PCBM(富勒烯衍生物)是典型的體異質(zhì)結(jié)聚合物太陽(yáng)能電池體系之一。未經(jīng)處理的P3HT:PCBM活性層的電池效率很難提高�；钚詫邮求w異質(zhì)結(jié)聚合物太陽(yáng)能電池中的關(guān)鍵層,所以本文致力于改善P3HT:PCBM體系的活性層,并進(jìn)一步優(yōu)化制備工藝,使光電轉(zhuǎn)換效率得到了提升。主要的研究?jī)?nèi)容有以下幾點(diǎn):1.基于P3HT:PCBM體系,以鄰二氯苯作為溶劑,1-氯-4-戊基苯(ClPB)作為添加劑,研究不同比例添加劑對(duì)活性層的影響。其中添加5%ClPB的器件性能最好。相比無(wú)添加的器件,Jsc從7.62mA/cm2提高到9.04mA/cm2,開路電壓(Voc)從0.58v提升到了0.62v,填充因子(FF)從50.89%提高到了55.00%,器件光電轉(zhuǎn)換效率從2.25%提升到了3.10%,提高了37%。同時(shí),本實(shí)驗(yàn)還制備了一組單層體異質(zhì)結(jié)倒置器件,使器件最高效率達(dá)到3.22%。2.基于P3HT:PCBM體系,以氯苯為溶劑,1-溴-4-戊基苯(BrPB)為添加劑,研究不同比例添加劑對(duì)活性層的影響。其中,BrPB添加比例為3%的電池器件性能最佳,Jsc從11.28m A/cm2增加到13.52mA/cm2,FF從47.7%提高到51.33%,Voc有少許降低,光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)3.72%。相比無(wú)添加劑處理的聚合物太陽(yáng)能電池效率提高了23%。3.本論文為了進(jìn)一步研究添加劑的作用與退火的關(guān)系,以P3HT:PCBM為活性體系,以氯苯為溶劑,1-溴-4-戊基苯(BrPB)為添加劑,制備了一系列含有添加劑且不進(jìn)行退火處理的器件。我們發(fā)現(xiàn)退火后的器件光電轉(zhuǎn)換效率普遍高于未退火的器件。其中,添加3%BrPB的無(wú)退火處理聚合物太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率為2.31%,比起有退火處理的光電轉(zhuǎn)換效率3.72%,電池效率下降了37%。研究結(jié)果為增強(qiáng)體異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池性能提供了更多有效添加劑的選擇,促進(jìn)了體異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】：聚合物太陽(yáng)能電池 溶劑添加劑 活性層
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-23
• 1.1 有機(jī)太陽(yáng)能電池的研究背景及意義10-12
• 1.2 有機(jī)太陽(yáng)能電池的發(fā)展歷程12-14
• 1.3 體異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池溶劑添加劑的研究現(xiàn)狀14-19
• 1.3.1 體異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池溶劑添加劑類型14-16
• 1.3.2 溶劑添加劑對(duì)體異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池活性層的作用16-19
• 1.3.2.1 提升活性層吸收16-17
• 1.3.2.2 改善活性層形貌17-19
• 1.3.2.3 改善活性層微觀晶體結(jié)構(gòu)19
• 1.4 薄膜特征測(cè)試概述19-21
• 1.5 本論文研究?jī)?nèi)容以及解決的問(wèn)題21-23
• 第二章 有機(jī)太陽(yáng)能電池的工作原理及器件結(jié)構(gòu)分類23-33
• 2.1 有機(jī)太陽(yáng)能電池的工作原理23-27
• 2.1.1 影響有機(jī)太陽(yáng)能電池性能的主要參數(shù)24-27
• 2.2 有機(jī)太陽(yáng)能電池的器件結(jié)構(gòu)分類27-32
• 2.2.1 有機(jī)太陽(yáng)能電池的器件結(jié)構(gòu)分類28-32
• 2.3 本章小結(jié)32-33
• 第三章 基于 1-氯4戊基苯添加劑對(duì)聚合物太陽(yáng)能電池性能影響的研究33-47
• 3.1 引言33-39
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料和器件制備工藝33-39
• 3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析39-45
• 3.2.1 活性層吸收光譜分析41-42
• 3.2.2 活性層形貌分析42-44
• 3.2.3 活性層晶體結(jié)構(gòu)分析44-45
• 3.3 本章小結(jié)45-47
• 第四章 基于 1-溴4戊基苯添加劑對(duì)聚合物太陽(yáng)能電池性能影響的研究47-59
• 4.1 引言47-49
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料和器件制備工藝47-49
• 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析49-58
• 4.2.1 活性層吸收光譜分析53-54
• 4.2.2 活性層形貌分析54-55
• 4.2.3 活性層晶體結(jié)構(gòu)分析55-57
• 4.2.4 光致發(fā)光譜測(cè)試分析57-58
• 4.3 本章小節(jié)58-59
• 第五章 總結(jié)與展望59-62
• 5.1 主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容總結(jié)59-60
• 5.2 工作中存在的問(wèn)題以及后續(xù)工作展望60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-70
• 碩士期間取得的研究成果70-71

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