近年來,有機太陽能電池和鈣鈦礦太陽能電池的器件效率得到了快速的提升。目前仍有許多科研工作者在致力于追求更高性能的太陽能電池,而研究重點主要集中在界面工程、組分工程、溶劑工程以及活性層的形貌調控等。無論是對有機太陽能電池還是鈣鈦礦太陽能電池來說,針對活性層的形貌優(yōu)化是實現(xiàn)器件性能提高的一個關鍵性因素。本論文采用了兩種不同的方式對有機太陽能電池和鈣鈦礦太陽能電池的活性層形貌進行了優(yōu)化,從而實現(xiàn)器件性能的提升。具體研究內容如下:(1)制備三元有機太陽能電池是通過在二元體系中加入與活性層材料有互補吸收作用的第三組分來實現(xiàn)活性層形貌優(yōu)化以及器件效率提升的一種有效策略。我們將二維共軛的新型小分子給體材料DR3TBDTTVT與PC71BM共混組成活性層后,所制備的二元有機太陽能電池獲得了5.71%的器件效率。由于DR3TBDTTVT和PTB7-Th有互補的吸收光譜以及匹配的分子能級,我們把DR3TBDTTVT摻入到PTB7-Th:PC71BM體系中制備了一系列三元有機太陽能電池。其中,含有10 wt%DR3TBDTTVT的三元器件展現(xiàn)出了更高的電荷遷移率、減小的器件串聯(lián)電阻以及更好的活性層相分離形貌...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 有機太陽能電池簡介
        1.2.1 有機太陽能電池的工作原理
        1.2.2 有機太陽能電池的性能參數(shù)
    1.3 有機太陽能電池中活性層的形貌調控
        1.3.1 活性層組分的調控
        1.3.2 溶劑的處理
        1.3.3 薄膜后處理優(yōu)化形貌
    1.4 鈣鈦礦太陽能電池簡介
        1.4.1 鈣鈦礦的材料結構特性
        1.4.2 鈣鈦礦太陽能電池的工作原理及性能參數(shù)
    1.5 鈣鈦礦太陽能電池中鈣鈦礦薄膜的優(yōu)化
        1.5.1 鈣鈦礦薄膜的沉積方法
        1.5.2 溶劑工程
        1.5.3 添加劑工程
    1.6 本文研究思路與主要內容
第2章 通過二維共軛的小分子的引入實現(xiàn)三元有機太陽能電池活性層形貌的優(yōu)化以及器件性能的提升
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗的基本原料與試劑
        2.2.2 實驗儀器與設備
        2.2.3 小分子DR3TBDTTVT的合成
        2.2.4 有機太陽能電池的器件制備
        2.2.5 有機太陽能電池的性能測試
    2.3 實驗結果與討論
        2.3.1 DR3TBDTTVT能級的測定
        2.3.2 基于DR3TBDTTVT:PC71BM器件性能的表征
        2.3.3 三元體系活性層分子的吸收及能級分布
        2.3.4 三元有機太陽能電池器件性能的表征
        2.3.5 三元有機太陽能電池的載流子遷移率表征
        2.3.6 三元有機太陽能電池活性層形貌的表征
        2.3.7 三元有機太陽能電池電荷傳輸性能的表征
        2.3.8 DR3TBDTTVT在三元活性層中的位置研究
    2.4 本章小結
第3章 通過添加劑的摻雜來改善鈣鈦礦活性層形貌以及器件性能
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗的基本原料與試劑
        3.2.2 實驗儀器與設備
        3.2.3 p-i-n型鈣鈦礦太陽能電池的器件制備
        3.2.4 鈣鈦礦太陽能電池的性能測試
    3.3 實驗結果與討論
        3.3.1 PbI₂薄膜的形貌及結晶性能研究
        3.3.2 鈣鈦礦薄膜的結晶動力學研究
        3.3.3 鈣鈦礦薄膜的吸收、形貌及結晶性能研究
        3.3.4 鈣鈦礦太陽能電池的器件性能表征
        3.3.5 鈣鈦礦太陽能電池的電荷傳輸性能
        3.3.6 鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性測試
    3.4 本章小結
第4章 總結與展望
    4.1 全文總結
    4.2 研究展望
參考文獻
碩士期間的科研成果
致謝



本文編號：3851391