聚合物太陽能電池(PSCs)由于其可溶液加工、成本低、質(zhì)量輕以及可制備成大面積柔性器件等優(yōu)點受到了世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注,但目前較低能量轉(zhuǎn)換效率(PCE)制約了聚合物太陽能電池的商業(yè)發(fā)展。為了提高聚合物太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率,本論文以苯并二噻吩為給體單元,以苯并二噻吩二酮為受體單元,主鏈引入噻吩或硒吩作π橋合成了聚合物給體材料;與富勒烯衍生物和非富勒烯受體搭配制備成光伏器件,并對其光伏性能進行了系統(tǒng)的研究。本論文的主要內(nèi)容有以下兩個部分:1.基于間位烷氧基苯基取代的苯并二噻吩(BDT-m-OP)作為給體單元,苯并二噻吩-4,8-二酮(BDD)作為受體單元設(shè)計合成了一個新的共軛聚合物PBPD-Se,在這個聚合物中硒吩單元作為π橋引入聚合物主鏈中。相對噻吩作為π橋的PBPD-Th,PBPD-Se拓寬了吸收光譜,提高了空穴遷移率,并且輕微地提高了HOMO能級�；赑BPD-Se:PC_(71)BM的聚合物太陽能電池獲得了9.8%的能量轉(zhuǎn)換效率。2.基于寬帶隙的聚合物給體材料PBPD-Th,優(yōu)化了其與非富勒烯受體共混的非富勒烯聚合物太陽能電池。PBPD-Th在300-650 nm區(qū)域內(nèi)有很強的吸收,光學(xué)帶隙為1.91 eV,這與光學(xué)帶隙為1.55 e V的ITIC非常匹配。而且,PBPD-Th較低的HOMO能級(-5.42 e V)有利于在這個聚合物太陽能電池中獲得高的V_(oc)(1.01 V)�；赑BPD-Th:ITIC的聚合物太陽能電池優(yōu)化后獲得了10.8%的能量轉(zhuǎn)換效率。
【學(xué)位單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：O633.5;TM914.4
【部分圖文】：

合物太陽能電池簡介物太陽能電池的發(fā)展歷程的發(fā)展，人們的生產(chǎn)生活節(jié)奏日益加快，與此同時，對能源資目前經(jīng)過億萬年形成的煤和石油等不可再生的自然資源隨著不同時人們需要通過開發(fā)其他的能源如核能，生物能和太陽能等求。而太陽能作為真正意義上的清潔無污染的能源，并有取之，是綠色的可再生能源。很早以前科研人員用無機的單晶硅，池，并在一定時間內(nèi)取得了很好的效率。但是由于它的生產(chǎn)成程中造成的污染較大，科研人員慢慢的將目光轉(zhuǎn)移到易制備且池上。其中有機的聚合物太陽能電池具有質(zhì)量輕，可用溶液加上進行卷對卷打印生產(chǎn)等優(yōu)點，具有非常好的實際應(yīng)用的潛能

苯溶劑做的聚合物太陽能電池效率已達到 13.2%[37]。一些電池的，開發(fā)了刮涂和卷對卷打印等工藝[89-90]。光伏材料的發(fā)展和電池有機聚合物太陽能電池擁有很大的實際應(yīng)用潛能。合物太陽能電池的基本的原理物太陽能電池光電轉(zhuǎn)化的過程中包括以下幾個步驟：性層吸收一定能量的光子后，形成了激子；子擴散到活性層中給受體的界面；界面處，給體將激子中的電子轉(zhuǎn)移到受體；同樣，受體將激子，實現(xiàn)了激子的分離；離后的空穴和電子分別沿給體和受體向正負電極進行傳輸，分，從而產(chǎn)生光電流和光電壓。

圖 1.5 常規(guī) PSCs 的器件結(jié)構(gòu)圖，從左至右分別是正向、反向、雙層異質(zhì)結(jié)和疊層器件結(jié)構(gòu)1.2.3 退火處理退火分為溶劑退火和熱退火。一般來說，熱退火處理是在超過玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度下，給體或受體會產(chǎn)生熱誘導(dǎo)在共混膜發(fā)生形態(tài)和結(jié)晶的改變[25,26]。如圖 1.6 示，活性層在不同溫度下相同的退火時間處理之后，其內(nèi)部的結(jié)晶性變化明顯，在110oC 熱退火十分鐘之后得到了最好的 PCE[33]。2017 年，李永舫等將 H11:IDIC 的活性層進行 120oC 退火 10 min 處理，效率由 5.37%上升到 9.73%[28]。2017 年，曹鏞將基于 PTzBI-Si:N2200 的活性層進行 130oC 退火 10 min 的處理，獲得了 10.10%的PCE[135]，這是當(dāng)時全聚體系獲得的最高效率。
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本文編號：2880446