本文關鍵詞：界面材料在新型太陽能電池中的應用及器件性能研究

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【摘要】：隨著全球科學技術不斷的創(chuàng)新發(fā)展,人類對新能源有效利用的需求程度越來越高。眾所周知,有機太陽能電池(OPV)和有機無機鹵化鈣鈦礦電池被視為新型太陽能電池中的杰出代表,在近年來,一些科研人員將目光聚焦在此類電池的研究和發(fā)展上來。通過對新型太陽能電池器件和機理的研究,科研人員想在新能源的領域有所突破,為其工業(yè)化的生產奠定基石。近來,各種器件的結構,包括有機太陽能電池本體異質結、有機無機鹵化鈣鈦礦的介孔和平面結構的研究已經(jīng)被不斷推進和發(fā)展。前期的研究表明:無論是提高器件的效率還是在提升器件穩(wěn)定性,界面層對于器件的貢獻非常突出。本論文主要圍繞新型的界面修飾對于新型太陽能器件的應用與功能進行展開。首先,界面層在電子傳輸和空穴傳輸上均起到關鍵作用,通過對電池器件界面修飾的實驗研究,可以幫助我們很好的理解激子的產生、分離、傳輸和復合,從而有利于深入研究新型電池器件的結構與機理;其次,通過對電池器件界面修飾,研究如何改善活性層的形貌、提高電子傳輸層的性能;最后探究鈣鈦礦空穴傳輸層的性能,具體內容如下:1.選取帶有特殊基團的糖精分子作為界面修飾材料,將其甲醇溶液旋涂于活性層的表面作為界面修飾,從而達到提高電子傳輸性能的目的,相對于無界面層修飾的電池器件,轉換效率PCE由4.69%提高到8.54%。2.通過引進聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作為氧化鋅(ZnO)納米晶的修飾層,電子傳輸層實現(xiàn)了氧化鋅(ZnO)納米晶/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的疊層結構。相比較于僅氧化鋅納米晶的器件,疊層器件轉換效率PCE由8.08%增加到9.10%。3.引進蛋氨酸到PEDOT:PSS中進行有機無機鹵化鈣鈦礦電池的器件研究,摻雜的空穴傳輸層效果得到了一定程度的改善。相對于單一的PEDOT:PSS空穴傳輸層,摻雜的器件轉換效率實現(xiàn)了由9.79%增加到12.62%。
【關鍵詞】：有機太陽能電池 有機無機鹵化鈣鈦礦電池 界面材料
【學位授予單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM914.4;TB34
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-21
• 1.1 太陽能電池發(fā)展的歷史8-9
• 1.2 有機太陽能電池的發(fā)展9-10
• 1.3 有機無機鹵化鈣鈦礦太陽能電池的發(fā)展10-14
• 1.3.1 有機太陽能和有機無機鹵化鈣鈦礦電池的原理和性能參數(shù)12-14
• 1.4 界面層的研究進展14-19
• 1.4.1 有機太陽能電池界面層的概述14-16
• 1.4.2 有機太陽能電池界面材料16-18
• 1.4.3 界面層在有機無機鹵化鈣鈦礦電池中的應用18-19
• 1.5 論文的設計思想和研究內容19-21
• 第二章 糖精應用于OPV電子傳輸層21-33
• 2.1 研究背景21
• 2.2 實驗部分21-33
• 2.2.1 實驗材料和儀器21-22
• 2.2.2 界面層和活性層的制備22
• 2.2.3 器件組裝22
• 2.2.4 實驗結果與數(shù)據(jù)討論22-32
• 2.2.5 本章小結32-33
• 第三章 PVP可溶性聚合物和ZnO納米晶應用于疊層電子傳輸層33-45
• 3.1 研究背景33-34
• 3.2 實驗部分34-44
• 3.2.1 實驗材料和儀器34
• 3.2.2 氧化鋅納米晶的制備和聚乙烯吡咯烷酮的實驗制備34
• 3.2.3 器件的組裝34-35
• 3.2.4 實驗結果與數(shù)據(jù)討論35-44
• 3.3 小結44-45
• 第四章 優(yōu)化PEDOT:PSS改善鈣鈦礦電池45-53
• 4.1 研究背景45
• 4.2 實驗部分45-46
• 4.2.1 實驗材料與儀器45-46
• 4.2.2 鈣鈦礦前驅體溶液的配置和界面層的溶液的制備46
• 4.2.3 器件的組裝46
• 4.3 實驗結果與討論46-51
• 4.4 小結51-53
• 第五章 總結與展望53-55
• 參考文獻55-61
• 致謝61-62
• 碩士期間發(fā)表論文情況62

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本文編號：754536