本文關(guān)鍵詞：聚合物電荷傳輸材料在鈣鈦礦太陽能電池中的應(yīng)用

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【摘要】：最近幾年,鈣鈦礦太陽能電池因其材料良好的光電性能和迅速提高的器件效率,受到學(xué)術(shù)和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。很多有機(jī)太陽電池(OPV)和染料敏化太陽電池的研究小組逐漸將其領(lǐng)域內(nèi)的材料和器件加工工藝應(yīng)用到鈣鈦礦太陽電池中,并取得了較好的效果。本文綜述了正置和倒置結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池的發(fā)展歷程,主要研究了聚合物電子傳輸材料在倒置結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池中的應(yīng)用以及聚合物空穴傳輸材料在正置結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池中的應(yīng)用。在倒置結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽能電池中,PCBM等C60衍生物是目前最為常用的電子傳輸材料。但是,這些小分子材料具有光吸收弱,能級(jí)難以調(diào)節(jié),提純較難等缺點(diǎn),影響其進(jìn)一步應(yīng)用。本文通過選擇合適的聚合物材料(N2200等),取代小分子做電子傳輸材料制備倒置結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池,獲得了與PCBM器件較為接近的光電轉(zhuǎn)換效率。綜合數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),器件效率降低主要在于填充因子的降低,通過阻抗分析說明N2200器件具有較低的復(fù)合電阻,使激子復(fù)合速率增加,降低填充因子(FF)。我們還使用了另外兩種聚合物電子傳輸材料,同樣獲得較好的器件效率,證明了聚合物電子傳輸材料在鈣鈦礦太陽能電池中的普適性。在正置結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池中,Spiro-OMeTAD(小分子)及其類似材料和PTAA(聚合物)等材料是目前效率較高使用最多的空穴傳輸材料,但是,大部分這些材料需要一些添加劑來提高空穴遷移率提高器件效率,因此,本課題嘗試使用不需要添加劑的聚合物空穴傳輸材料制備鈣鈦礦太陽能電池,器件效率為7.14%。從器件效率以及材料能級(jí)及光電特性上可知,要獲得高效的太陽能電池,應(yīng)當(dāng)選擇HOMO能級(jí)較低,LUMO能級(jí)較高,空穴遷移率較大的材料。
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM914.4

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