本文關(guān)鍵詞：高效聚合物太陽能電池界面工程和形貌研究

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【摘要】：聚合物太陽能電池(PSCs)具有制備過程簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、重量較輕、能制備成柔性器件等突出優(yōu)點(diǎn),近年來成為國(guó)內(nèi)外光伏產(chǎn)業(yè)研究和有機(jī)光電材料研究的前沿和熱點(diǎn)。經(jīng)過20年的發(fā)展,共混型本體異質(zhì)結(jié)(BHJ)太陽能電池的最高能量轉(zhuǎn)換效率(PCE)達(dá)到了10%。但商業(yè)化生產(chǎn)聚合物太陽能電池要面臨許多問題,例如效率,穩(wěn)定性,可重復(fù)性及可制造性等。為了優(yōu)化聚合物太陽能電池的性能,本論文主要從器件界面工程和形貌優(yōu)化兩個(gè)角度開展工作,具體如下：1,為了優(yōu)化聚合物太陽能電池的性能,首次將超薄的P型界面材料聚苯胺(HAPAN)作為空穴傳輸層,制備了正向結(jié)構(gòu)的聚合物太陽能電池,該器件的能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了9%,該超薄的聚苯胺界面修飾層可以在多種聚合物體系中得到很好的應(yīng)用。因此,超薄聚苯胺修飾層是一種相對(duì)通用且有效的P型界面修飾層。該工作也表明應(yīng)用超薄聚苯胺修飾層能有效提高光伏器件的穩(wěn)定性,為設(shè)計(jì)穩(wěn)定高效的聚合物太陽能電池以及超薄光電器件提高了一種新思路。2, 以PBDT-TS1為電子給體,富勒烯衍生物PC71BM為電子受體,使用N型界面材料氫氧化鋇作為電子收集層,同時(shí)制備了反向結(jié)構(gòu)和正向結(jié)構(gòu)聚合物太陽能電池,這兩種器件均達(dá)到了9%的能量轉(zhuǎn)換效率。其廉價(jià)和穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)更是提高了其具有進(jìn)一步被工業(yè)化利用的可能。3,為了優(yōu)化聚合物太陽能電池活性層的形貌,提高器件性能,我們使用PBDT-TS1為電子給體,富勒烯衍生物PC71BM為電子受體,利用綠色混合溶劑(二甲苯/N-甲基吡咯烷酮)制備了正向結(jié)構(gòu)的聚合物太陽能電池,該器件取得了能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了9.47%,這是目前報(bào)道的使用綠色溶劑加工制備聚合物太陽能電池的最高能量轉(zhuǎn)換效率。該溶劑體系可以應(yīng)用在多種具有代表性的聚合物體系中,并取得了與鹵素溶劑相似的效率,因此,該非鹵混合溶劑體系具有可以取代傳統(tǒng)含鹵溶劑來制備高效聚合物太陽能電池的潛力。
【關(guān)鍵詞】：聚合物太陽能電池 界面工程 形貌
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(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】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 引言10-11
• 1.2 聚合物太陽能電池簡(jiǎn)介11-13
• 1.3 聚合物太陽能電池的工作原理和性能參數(shù)13-16
• 1.3.1 聚合物太陽能電池的工作原理13-15
• 1.3.2 聚合物太陽能電池的性能參數(shù)15-16
• 1.4 聚合物太陽能電池的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)16-21
• 1.5 研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新之處21-22
• 第二章 聚合物太陽能電池的制備及性能表征22-26
• 2.1 引言22-23
• 2.2 聚合物太陽能電池的制備與測(cè)試23-25
• 2.2.1 聚合物太陽能電池的制備23-25
• 2.2.2 聚合物太陽能電池的測(cè)試25
• 2.3 論文中使用的表征手段25-26
• 第三章 超薄聚苯胺修飾層在聚合物太陽能電池中的應(yīng)用26-37
• 3.1 引言26-27
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分27-28
• 3.2.1 試劑與材料27-28
• 3.2.2 器件制備與表征28
• 3.2.3 材料表征的設(shè)備與儀器28
• 3.3 結(jié)果與討論28-37
• 3.3.1 材料制備與表征28
• 3.3.2 聚苯胺(HAPAN)作為空穴傳輸層28-31
• 3.3.3 聚合物太陽能電池的光伏性能31-37
• 3.4 本章小結(jié)37
• 第四章 氫氧化鋇修飾層在聚合物太陽能電池中的應(yīng)用37-49
• 4.1 引言37-39
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分39
• 4.2.1 材料與試劑39
• 4.2.2 器件制備與表征39
• 4.2.3 材料表征的設(shè)備與儀器39
• 4.3 結(jié)果與討論39-48
• 4.3.1 氫氧化鋇修飾層基本參數(shù)表征40-42
• 4.3.2 在反向器件中氫氧化鋇做陰極修飾層的器件性能42-44
• 4.3.3 反向器件形貌44-45
• 4.3.4 在正向器件中氫氧化鋇做陰極修飾層的器件性能45-47
• 4.3.5 向器件形貌47-48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 第五章 非鹵溶劑體系應(yīng)用于高效聚合物太陽能電池49-68
• 5.1 引言49-50
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分50-51
• 5.2.1 試劑與材料50-51
• 5.2.2 器件制備與表征51
• 5.2.3 材料表征的設(shè)備與儀器51
• 5.3 結(jié)果與討論51-67
• 5.3.1 漢森溶解度參數(shù)51-53
• 5.3.2 鹵素溶劑制備聚合物太陽能電池器件性能53-54
• 5.3.3 N-甲基吡咯烷酮含量對(duì)器件性能的影響54-56
• 5.3.4 甲基萘含量對(duì)器件性能的影響56-57
• 5.3.5 不同溶劑對(duì)器件形貌的影響57-59
• 5.3.6 非鹵素混合溶劑體系通用性59-67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論68-69
• 參考文獻(xiàn)69-77
• 致謝77-78
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷78
• 研究生期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果78-80

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