發(fā)布時間：2017-11-13 08:02

  本文關鍵詞：界面修飾對有機太陽能電池性能影響的研究

  更多相關文章： 反式結(jié)構(gòu)有機太陽能電池 界面修飾 功函數(shù) 穩(wěn)定性

【摘要】：有機太陽能電池作為一種有效的光電轉(zhuǎn)換器件,憑借其成本低、制備工藝簡單、質(zhì)量輕等優(yōu)勢,在近些年能源領域的研究中占據(jù)著一席之地,各種科研的重心主要集中在提高有機太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率以及穩(wěn)定性方面。除了對制備器件所需的材料進行研究以外,有機太陽能電池的界面也是研究的熱點。從有機太陽能電池發(fā)生光電轉(zhuǎn)換的機理中可以知道,它所包含的界面對激子的分離和電荷的轉(zhuǎn)移起著至關重要的作用,通過有效的界面修飾,可以改善電荷的傳輸和轉(zhuǎn)移的效率以及界面之間的接觸特性,從而對器件的能量轉(zhuǎn)換效率以及穩(wěn)定性起促進作用。本論文研究的主要內(nèi)容是制備反式結(jié)構(gòu)的有機太陽能電池,對器件的陰極和陽極進行修飾。陰極ITO采用靜電吸附作用修飾上一層PDDA,陽極則通過蒸鍍一層MoO3薄膜,用來來改善Al和活性層之間的界面。實驗制備三種不同結(jié)構(gòu)的器件用于對比,并對修飾后的ITO進行AFM和UPS表征,結(jié)合測試得到的光伏特性參數(shù)分析界面修飾對有機太陽能電池所起的作用。此外,實驗還研究了界面修飾對器件穩(wěn)定性的影響,通過觀察記錄在設定的保存條件下,器件的相關參數(shù)隨時間的衰減規(guī)律,研究界面修飾對有機太陽能電池器件穩(wěn)定性的影響。研究發(fā)現(xiàn)使用PDDA和MoO3修飾后的器件在能量轉(zhuǎn)換效率方面有一定程度的提高,主要是由于短路電流和填充因子得到了改善,這得益于PDDA對ITO的修飾降低了其表面的粗糙度,同時將ITO的表面功函數(shù)拉低,使能級與受體的LUMO能級更加匹配,從而促進電子的轉(zhuǎn)移和收集。MoO3薄膜能增加對應空穴的傳輸以及改良活性層與頂部電極之間的接觸特性;在穩(wěn)定性方面,相比于傳統(tǒng)的正式結(jié)構(gòu)有機太陽能電池,通過界面修飾后,反式結(jié)構(gòu)器件的短路電流和填充因子的衰減得到明顯的緩和,最終實現(xiàn)了改善有機太陽能電池穩(wěn)定性的效果。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM914.4

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