有機太陽能電池作為太陽光轉化的媒介,具有質量輕,制造成本低,可以通過卷對卷技術大面積制備等優(yōu)點,從而引起人們的廣泛關注。在過去的幾十年里,單結有機太陽能電池有明顯的進步,已認證的光電轉換效率突破了13%。然而由于其本身結構造成的能級不匹配,以及不平衡的載流子遷移率,嚴重限制了其進一步的發(fā)展。為了解決這一限制,一個有效的策略是在電極和活性層之間引入界面材料,最終實現一個高的光電轉換效率。在本文中,合成了幾種富勒烯衍生物,并作為界面材料應用在有機太陽能電池中,探究了分子結構與太陽能電池性能之間的關系。具體內容如下:合成了具有不同加成數目的富勒烯衍生物,作為電子傳輸層應用在有機太陽能電池中,提高電池性能。對于PBDB-T:ITIC-M電池,電池效率從6.21%提高到12.20%;而在PTB7-Th:PC₇₁BM電池中,使用Tri-EMC₆₀作為界面材料,電池效率從5.83%提高到了9.79%。通過對PBDB-T:ITIC-M系統(tǒng)的研究,發(fā)現EMC₆₀能夠有效的優(yōu)化能級結構,減少界面接觸電阻,提高電子提取能力,從而提高電池性能。... 

【文章來源】：遼寧大學遼寧省 211工程院校

【文章頁數】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 概述
    1.2 有機太陽能電池簡介
        1.2.1 有機太陽能電池的結構
        1.2.2 有機太陽能電池的工作原理
        1.2.3 有機太陽能電池的性能參數
    1.3 有機太陽能電池界面層的研究進展
        1.3.1 空穴傳輸層
        1.3.2 電子傳輸層
    1.4 富勒烯界面材料在有機太陽能電池中的研究進展
        1.4.1 有機酸類富勒烯界面材料
        1.4.2 醇、酯基類富勒烯界面材料
        1.4.3 氨基、季銨鹽類富勒烯界面材料
        1.4.4 交聯基團的富勒烯界面材料
    1.5 本論文的選題意義及研究內容
第2章 富勒烯衍生物加成數目對光伏性能的影響
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗原料、試劑
        2.2.2 主要儀器
        2.2.3 化合物EMC_(60)的合成
        2.2.4 EMC_(60)電化學性質的測試
        2.2.5 電池的制備與表征
    2.3 結果與討論
        2.3.1 EMC_(60)電化學性質的研究
        2.3.2 EMC_(60)導電性能的研究
        2.3.3 EMC_(60)形貌的研究
        2.3.4 EMC_(60)對電池性能的影響
        2.3.5 EMC_(60)對陰極表面功函的影響
        2.3.6 EMC_(60)對電池激子解離的影響
        2.3.7 EMC_(60)對界面復合的影響
        2.3.8 EMC_(60)對電池吸光性能的影響
        2.3.9 EMC_(60)對PTB7-Th：PC71BM電池性能的影響
    2.4 本章小結
第3章 富勒烯衍生物取代基對光伏性能的影響
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗原料、試劑
        3.2.2 主要儀器
        3.2.3 化合物FPI-A和FPI-E的合成
        3.2.4 電池的制備與表征
    3.3 結果與討論
        3.3.1 FPI-E、FPI-A的性質研究
        3.3.2 FPI-E、FPI-A形貌的研究
        3.3.3 ZnO/FPI-E和ZnO/FPI-A的電子遷移率
        3.3.4 FPI-E、FPI-A對PTB7-Th：PC_(71)BM電池性能的影響
        3.3.5 FPI-E、FPI-A對電池激子解離的影響
        3.3.6 ZnO/FPI-A和ZnO/FPI-E電池阻抗譜的研究
        3.3.7 ZnO/FPI-A和ZnO/FPI-E電池重復性測試
        3.3.8 ZnO/FPI-A和ZnO/FPI-E電池穩(wěn)定性測試
    3.4 本章小結
第4章 結論
致謝
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文及參加科研情況


【參考文獻】：
期刊論文
[1]富勒烯類界面修飾材料在聚合物太陽能電池中的應用[J]. 趙富穩(wěn),蔣禮,王春儒.  中國科學:化學. 2016(10)



本文編號：3182098