利用光電子能譜研究聚合物太陽能電池中陰極界面層的工作機(jī)理
發(fā)布時(shí)間:2021-06-17 14:53
聚合物太陽能電池(PSCs)由于其重量輕,材料來源廣泛,可全溶液加工,制作工藝簡單并且可以制成柔性的大面積器件等優(yōu)點(diǎn),吸引了越來越多研究者的關(guān)注。目前,單節(jié)PSCs的能量轉(zhuǎn)換效率(PCE)已經(jīng)達(dá)到了13%并且具有良好的環(huán)境穩(wěn)定性。為了提高器件的性能,許多研究者在新材料合成,器件結(jié)構(gòu)優(yōu)化,活性層形貌調(diào)控以及界面修飾等方面做了大量工作。在界面修飾方面,主要是通過在活性層與電極之間引入界面層來改善活性層與電極之間的界面接觸,增加電荷的抽取效率。雖然我們已經(jīng)在PSCs的陰極界面修飾方面已經(jīng)做了很多工作,但對(duì)于陰極/陰極界面層/活性層這樣一個(gè)復(fù)雜界面在電子結(jié)構(gòu)及化學(xué)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)還不是特別清晰。紫外光電子能譜(UPS)和X射線光電子能譜(XPS)技術(shù)已經(jīng)被證實(shí)是研究有機(jī)半導(dǎo)體界面能級(jí)排列及界面化學(xué)的重要表征手段。因此本論文除了使用陰極界面材料金屬酞菁衍生物和喹吖啶酮衍生物提升PSCs器件性能以外,還利用UPS/XPS對(duì)PSCs中界面電子結(jié)構(gòu)和化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,主要內(nèi)容如下:1.緒論部分綜述了PSCs的發(fā)展歷程、工作機(jī)理,器件結(jié)構(gòu)與性能表征及光伏材料的發(fā)展等。2.第二章主要介紹了光電子能譜學(xué),...
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:93 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
有機(jī)太陽能電池中光電轉(zhuǎn)換過程示意圖
圖 1.2 OPV 器件的基本結(jié)構(gòu)示意圖。2.3 有機(jī)太陽能電池光伏材料2.3.1 給體光伏材料光伏材料是聚合物太陽能電池(PSCs)中最重要組成部分,包括給體材料和體材料,給體材料主要分為聚合物和小分子(圖1.3)。高效給體光伏材料需要有:良好的溶解性和成膜性,在可見-近紅外區(qū)有寬而強(qiáng)的吸收,較高的空穴遷率,在激子能夠有效電荷分離的條件下有較低的HOMO能級(jí)等。目前,人們已開發(fā)了一系列效率接近或超過10%的聚合物和小分子給體材料[30-37],其中聚合給體材料從“全給體”特性的聚對(duì)亞苯基亞乙烯(PPV)、聚噻吩及其衍生物,步發(fā)展到窄帶隙、寬吸收的D-A共軛聚合物[38]。在D-A共軛聚合物方面,主要中于始受體單元的設(shè)計(jì)合成,以及異相聚合物鏈內(nèi)電荷傳輸、分子鏈聚集、遷
1.2.3.1 給體光伏材料光伏材料是聚合物太陽能電池(PSCs)中最重要組成部分,包括給體材料和受體材料,給體材料主要分為聚合物和小分子(圖1.3)。高效給體光伏材料需要具有:良好的溶解性和成膜性,在可見-近紅外區(qū)有寬而強(qiáng)的吸收,較高的空穴遷移率,在激子能夠有效電荷分離的條件下有較低的HOMO能級(jí)等。目前,人們已經(jīng)開發(fā)了一系列效率接近或超過10%的聚合物和小分子給體材料[30-37],其中聚合物給體材料從“全給體”特性的聚對(duì)亞苯基亞乙烯(PPV)、聚噻吩及其衍生物,逐步發(fā)展到窄帶隙、寬吸收的D-A共軛聚合物[38]。在D-A共軛聚合物方面,主要集中于始受體單元的設(shè)計(jì)合成
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]紫外光電子能譜與分子軌道[J]. 王殿勛. 化學(xué)通報(bào). 1981(07)
本文編號(hào):3235406
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:93 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
有機(jī)太陽能電池中光電轉(zhuǎn)換過程示意圖
圖 1.2 OPV 器件的基本結(jié)構(gòu)示意圖。2.3 有機(jī)太陽能電池光伏材料2.3.1 給體光伏材料光伏材料是聚合物太陽能電池(PSCs)中最重要組成部分,包括給體材料和體材料,給體材料主要分為聚合物和小分子(圖1.3)。高效給體光伏材料需要有:良好的溶解性和成膜性,在可見-近紅外區(qū)有寬而強(qiáng)的吸收,較高的空穴遷率,在激子能夠有效電荷分離的條件下有較低的HOMO能級(jí)等。目前,人們已開發(fā)了一系列效率接近或超過10%的聚合物和小分子給體材料[30-37],其中聚合給體材料從“全給體”特性的聚對(duì)亞苯基亞乙烯(PPV)、聚噻吩及其衍生物,步發(fā)展到窄帶隙、寬吸收的D-A共軛聚合物[38]。在D-A共軛聚合物方面,主要中于始受體單元的設(shè)計(jì)合成,以及異相聚合物鏈內(nèi)電荷傳輸、分子鏈聚集、遷
1.2.3.1 給體光伏材料光伏材料是聚合物太陽能電池(PSCs)中最重要組成部分,包括給體材料和受體材料,給體材料主要分為聚合物和小分子(圖1.3)。高效給體光伏材料需要具有:良好的溶解性和成膜性,在可見-近紅外區(qū)有寬而強(qiáng)的吸收,較高的空穴遷移率,在激子能夠有效電荷分離的條件下有較低的HOMO能級(jí)等。目前,人們已經(jīng)開發(fā)了一系列效率接近或超過10%的聚合物和小分子給體材料[30-37],其中聚合物給體材料從“全給體”特性的聚對(duì)亞苯基亞乙烯(PPV)、聚噻吩及其衍生物,逐步發(fā)展到窄帶隙、寬吸收的D-A共軛聚合物[38]。在D-A共軛聚合物方面,主要集中于始受體單元的設(shè)計(jì)合成
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]紫外光電子能譜與分子軌道[J]. 王殿勛. 化學(xué)通報(bào). 1981(07)
本文編號(hào):3235406
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