本文關(guān)鍵詞：有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池和鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：伴隨著能源問(wèn)題的日趨嚴(yán)重，環(huán)境不斷被破壞，越來(lái)越多的人將目光轉(zhuǎn)向了成本低，易于大面積制備的有機(jī)太陽(yáng)能電池領(lǐng)域。在有機(jī)太陽(yáng)能電池領(lǐng)域，有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池和鈣鈦礦太陽(yáng)能電池扮演著重要的角色。其中，有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到了9%左右，而鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率已然突破20%。雖然器件的效率得到了快速增長(zhǎng)，但是依舊有許多問(wèn)題沒(méi)有被解決。 第一．在有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池中，理想的活性層要能夠很好的對(duì)光進(jìn)行吸收，同時(shí)還要盡可能的減少激子復(fù)合的機(jī)會(huì)，從而能夠使更多的激子產(chǎn)生、分離和傳輸。為了更好提高器件的填充因子和效率，人們嘗試了多種方法去得到一個(gè)最好的相分離尺度，例如：熱退火、混合溶劑、添加劑的使用。但是，這些方法的復(fù)雜機(jī)理卻使其不能應(yīng)用在所有的有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池中，同時(shí)也增加了器件制備的周期。 第二．在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中，利用ZnO納米晶作為電子傳輸層材料所制備的器件，由于其平面的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致活性層的厚度受到了限制，因此在活性層中產(chǎn)生的激子得不到很好的分離與傳輸。同時(shí)，在ITO/ZnO/Perovskite/P3HT/Ag結(jié)構(gòu)的器件中，活性層與空穴傳輸層之間的界面接觸不好，導(dǎo)致器件的填充因子較低。 針對(duì)以上兩個(gè)問(wèn)題，本論文設(shè)計(jì)并提出了以下兩種解決方案： 一．本論文通過(guò)對(duì)噻吩類有機(jī)小分子進(jìn)行修飾，使其具有不同的烷基鏈長(zhǎng)度。將不同烷基鏈長(zhǎng)度的有機(jī)小分子作為給體材料，PCBM作為受體材料進(jìn)行器件的制備，并對(duì)材料的熱學(xué)性質(zhì)、光物理性質(zhì)、電化學(xué)性質(zhì)以及光伏性質(zhì)進(jìn)行研究，得出如下結(jié)論：通過(guò)調(diào)節(jié)給受體分子之中烷基鏈的長(zhǎng)度，一定程度上提高了其光學(xué)密度，這樣一來(lái)，可以一定程度上增強(qiáng)有機(jī)小分子對(duì)太陽(yáng)光光子的吸收程度，同時(shí)有效的改善制備的器件中活性層表面形貌，通過(guò)測(cè)試可以明顯的看到器件的填充因子有了一定的提高，制備的器件光電轉(zhuǎn)換效率也從1.25%提高到3.18%。 二．利用溶膠凝膠法制備了小粒徑的ZnO納米粒子，并將其用作鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的電子傳輸層，利用小粒徑的納米粒子受熱出現(xiàn)聚集的現(xiàn)象產(chǎn)生類似于介孔狀的結(jié)構(gòu)，使得器件的短路電流有明顯的提升；同時(shí)，，利用溶液法將MoO3摻雜到P3HT中作為空穴傳輸層，很大程度上改善了活性層與空穴傳輸層之間的界面形貌，使得器件的填充因子有了很大的改善。
【關(guān)鍵詞】：有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池 烷基鏈長(zhǎng)度 界面修飾
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-38
• 1.1 引言10-12
• 1.2 有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池概述12-24
• 1.2.1 有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池經(jīng)歷的發(fā)展歷程12-18
• 1.2.2 有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池器件結(jié)構(gòu)18-20
• 1.2.3 有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池的工作原理20-22
• 1.2.4 有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池性能的表征22-24
• 1.3 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池概述24-31
• 1.3.1 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的發(fā)展歷程25-29
• 1.3.2 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的器件結(jié)構(gòu)29-30
• 1.3.3 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的活性層制備方法30-31
• 1.3.4 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的工作機(jī)理31
• 1.4 本論文的設(shè)計(jì)思想31-33
• 參考文獻(xiàn)33-38
• 第二章 烷基鏈長(zhǎng)度對(duì)于有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池性能的影響38-53
• 2.1 引言38-39
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分39-41
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)所使用試劑39
• 2.2.2 光伏器件的制備39-40
• 2.2.3 光伏性能測(cè)試需要的儀器40-41
• 2.3 結(jié)果與討論41-49
• 2.3.1 分子的結(jié)構(gòu)式41-42
• 2.3.2 分子的熱學(xué)性質(zhì)表征42
• 2.3.3 分子的光物理性質(zhì)表征42-43
• 2.3.4 分子的電化學(xué)性質(zhì)表征43-44
• 2.3.5 分子的光伏性能表征44-49
• 2.4 本章小結(jié)49-50
• 參考文獻(xiàn)50-53
• 第三章 不同載流子傳輸層對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池性能的影響53-68
• 3.1 引言53
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分53-57
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)所使用試劑53-54
• 3.2.2 氧化鋅納米粒子的合成54-55
• 3.2.3 鈣鈦礦材料的器件制備55-57
• 3.2.4 光伏性能測(cè)試需要的儀器57
• 3.3 結(jié)果與討論57-64
• 3.3.1 不同粒徑的 ZnO 納米粒子作為電子傳輸層對(duì)于器件性能的影響57-61
• 3.3.2 利用溶液法將 MoO_3 摻雜 P3HT 作為空穴傳輸層對(duì)器件性能的影響61-64
• 3.4 本章小結(jié)64-66
• 參考文獻(xiàn)66-68
• 第四章 總結(jié)68-70
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表文章70-71
• 作者簡(jiǎn)介71-72
• 致謝72

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