本文選題：聚合物太陽能電池　切入點(diǎn)：量子點(diǎn)發(fā)光二極管　出處：《河南大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：在目前的聚合物太陽能電池和量子點(diǎn)發(fā)光二極管中,ITO通常用來作為透明電極。而PEDOT:PSS通常用來修飾ITO表面被做為陽極緩沖層。但是由于PEDOT:PSS本身的酸性會導(dǎo)致聚合物太陽能電池和量子點(diǎn)發(fā)光二管的性能衰減。為了解決這個問題,有人開始研發(fā)新的陽極緩沖層去替代PEDOT:PSS。其中過渡金屬氧化物(WO3,MoO3,NiO,Cu2O,ReO3和V2O5)在很多聚合物太陽能電池中被用作陽極緩沖層,并取得不錯的性能。尤其是氧化鉬具有一個很深的電子能級態(tài)和有效的空穴注入。然而這些具有獨(dú)特電子特性的薄膜,其獲得大多都是通過昂貴的真空設(shè)備沉積所制備,這明顯表現(xiàn)出了設(shè)備高昂的缺點(diǎn)和與大規(guī)模的卷對卷制備不相符。本論文主要采用一種簡答的溶液法制備氧化鉬。本論文主要圍繞溶液法制備氧化鉬在P3HT:PC60BM聚合物太陽能電池中的應(yīng)用,以及在量子點(diǎn)發(fā)光二管中的應(yīng)用展開研究。通過對氧化鉬薄膜的厚度優(yōu)化和通過不同的后處理優(yōu)化,來改變該層的電荷傳輸能力,進(jìn)而改善和提升聚合物太陽能電池器件的效率。同樣在增加電荷的傳輸能力外,也平衡了電子和空穴在量子點(diǎn)發(fā)光二極管中的復(fù)合。本論文的創(chuàng)新工作可以總結(jié)為以下三部分:(1)在基于溶液法制備的MoO_x空穴注入層的P3HT:PCBM器件中,通過優(yōu)化氧化鉬的濃度和后處理方式等使得器件的光電轉(zhuǎn)換效率得到優(yōu)化,并取得了和基于PEDOT:PSS的標(biāo)準(zhǔn)器件相當(dāng)?shù)男噬踔脸^了標(biāo)準(zhǔn)器件的效率,這歸因于使用真空退火后氧化鉬產(chǎn)生了帶隙態(tài)更有利于空穴的傳輸以及其具有較高的光透過率、優(yōu)良的成膜和較小的表面粗糙度。基于氧化鉬制備的聚合物太陽能電池獲得了比標(biāo)準(zhǔn)器件更優(yōu)異的穩(wěn)定性,其中器件性能的衰減主要是由于電流密度的衰減導(dǎo)致,取得這些性能的原因源于:無機(jī)氧化物具有穩(wěn)定的性能,而PEOT:PSS具有易吸水和酸性導(dǎo)致器件效率的衰退。(2)首先對量子點(diǎn)發(fā)光二極管的標(biāo)準(zhǔn)器件進(jìn)行優(yōu)化,然后對基于氧化鉬空穴傳傳輸層的器件進(jìn)行了濃度和退火條件的探索和優(yōu)化。最終使得基于s-MoO_x空穴注入層的綠光和紅光QLED器件的電流效率都要優(yōu)于基于PEDOT:PSS空穴注入層的QLED器件的效率和EQE。更是使得綠光的電流效率和EQE分別從11.9 cd/A和2.9%提高到了16.1 cd/A和4.11%。亦使得紅光的電流效率在整個發(fā)光的過程中都高于標(biāo)準(zhǔn)器件效率。發(fā)現(xiàn)這一影響源于我們制備的s-MoO_x空穴注入層,具有更優(yōu)異的空穴和電子平衡復(fù)合的性能;s-MoO_x薄膜比PEDOT:PSS薄膜更致密和均一,薄膜的表面缺陷態(tài)更少,進(jìn)而使得器件中的電荷被缺陷態(tài)俘獲的更少,提高器件的性能。(3)本論文制備了全無機(jī)QLED器件,其器件結(jié)構(gòu)為:ITO/s-MoO_x/QDs/ZnO/Al,最后器件的亮度達(dá)到800cd/m2,電流效率達(dá)到了2.94cd/A。這也是目前全溶液法和全無機(jī)法制備的QLED器件中較好的器件性能。這主要?dú)w因于氧化鉬具有較好的載流子平衡復(fù)合能力。
[Abstract]:In the current polymer solar cells and quantum dot light emitting diodes (QDLEDs), Ito is usually used as a transparent electrode, while PEDOT:PSS is usually used to modify the surface of ITO as an anode buffer layer. But because of the acidity of PEDOT:PSS itself, it can lead to the polymer. In order to solve this problem, the performance of solar cells and quantum dot luminescent diodes is decaying. New anode buffers have been developed to replace PEDOT: PSSs, in which transition metal oxides such as WO _ 3O _ 3O _ 3O _ 3N _ 2O _ 3 / Cu _ 2O _ 2O _ 3 and V _ 2O _ 5) are used as anode buffers in many polymer solar cells. In particular, molybdenum oxide has a deep electron level state and effective hole injection. However, most of these films with unique electronic properties are prepared by expensive vacuum deposition. This paper mainly uses a simple solution method to prepare molybdenum oxide. This paper mainly focuses on the preparation of molybdenum oxide in P3HT: PC60BM polymer by solution method. Solar cell applications, By optimizing the thickness of molybdenum oxide film and different post-processing optimization, the charge transport ability of the layer can be changed. Thus improving and improving the efficiency of polymer solar cell devices. It also balances the recombination of electrons and holes in QDs. The innovative work in this thesis can be summarized as follows: 1) in P3HT: PCBM devices with MoO_x hole injection layer based on solution method. The optoelectronic conversion efficiency of the device is optimized by optimizing the concentration of molybdenum oxide and the post-processing method, and the efficiency of the standard device based on PEDOT:PSS is even higher than that of the standard device. This is attributed to the existence of band-gap states resulting from the use of molybdenum oxide after vacuum annealing, which is more conducive to the transport of holes and has a higher optical transmittance. The polymer solar cells based on molybdenum oxide have better stability than the standard devices. The attenuation of the device performance is mainly due to the attenuation of the current density. The reason for these properties is that inorganic oxides have stable properties, while PEOT:PSS is characterized by easy water absorption and acid degradation of device efficiency.) first of all, the standard devices of QDs are optimized. Then the concentration and annealing conditions of the devices based on molybdenum oxide hole transfer layer are explored and optimized. Finally, the current efficiency of green and red light QLED devices based on s-MoOx hole injection layer is better than that based on PEDOT:PSS hole injection. The efficiency of the QLED device and the EQE are improved from 11.9 cd/A and 2.9% cd/A to 16.1 cd/A and 4.11 cd/A respectively. It is also found that the current efficiency of the red light is higher than that of the standard device in the whole luminescence process. This effect is due to the hole implantation layer of s-MoOx, which we have prepared. The films with better hole-electron balance recombination properties are denser and more uniform than PEDOT:PSS thin films, and the surface defect states of the films are less, which makes the charge in the device less trapped by the defective state. In this thesis, all inorganic QLED devices have been fabricated. The device structure is:: ITO / s-MoOx / QDsZnO / Al, finally the luminance of the device reaches 800cd/ m2, and the current efficiency reaches 2.94cd/ A. this is also the better device performance of the QLED devices prepared by the all-solution method and the all-inorganic method, which is mainly attributed to the molybdenum oxide having better carrier current. Sub-equilibrium recombination ability.
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM914.4;TN312.8

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本文編號：1632125