有機半導體光伏器件的活性層納米微結構對其能量轉換效率具有重要影響。在全聚合物共混體系中,分子結晶行為可以誘導大尺寸相分離的發(fā)生,不利于激子擴散。由于有機半導體光伏器件通常采用溶液加工的方式制備活性層,因此溶液狀態(tài)及成膜動力學對活性層的相分離結構有著決定性的影響。主要研究內容如下:1.我們利用溶液溫度調控及熱退火處理,通過溶液固-液相分離類型調控及受限結晶原理實現(xiàn)了PBDB-T/P（NDI2OD-T2）共混體系小相區(qū)尺寸、高結晶性的互穿網(wǎng)絡結構的構筑。研究表明,當溶液溫度介于80℃到120℃時,PBDB-T不發(fā)生固-液相分離,而P（NDI2OD-T2）發(fā)生固-液相分離;此時旋涂由于溶液中存在P（NDI2OD-T2）晶核可誘導其進一步結晶,因此獲得P（NDI2OD-T2）形成結晶網(wǎng)絡結構而PBDB-T填充在其間的小尺寸網(wǎng)絡結構。在此基礎上對薄膜進行熱退火,促使PBDB-T在P（NDI2OD-T2）晶體網(wǎng)絡內部受限結晶,從而形成小尺寸高結晶的互穿網(wǎng)絡結構。通過控制溶液溶液狀態(tài)及利用受限結晶可獲得小尺寸、高結晶性互穿網(wǎng)絡結構,器件性能也由5.33%提高至7.12%。2.協(xié)同調節(jié)溶液狀態(tài)和成膜動... 

【文章來源】：長春理工大學吉林省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

全聚合物光伏器件性能的發(fā)展

處分離、電荷傳輸以及電荷收集等五個過程（工作原理如圖2.1(B)所示）[13]。首先，活性層吸收光子后，HOMO 能級上的電子激發(fā)到 LUMO 能級上，在庫侖力的作用下與空穴形成激子（過程①）。緊接著激子在濃度梯度作用下擴散、遷移至給受體分子界面處（過程②）。在給受體的界面處，激子形成電荷轉移態(tài)（chargetransfer state，簡稱 CT 態(tài)）；由于共軛聚合物材料具有較低的介電常數(shù)（通常在 2 ～ 4左右），同時產生的 CT 態(tài)激子具有較強的定域性質，導致 CT 態(tài)中的電子與空穴表現(xiàn)出更強的庫侖引力（V 約為 0.1 ～ 0.5eV）；當界面處 CT 態(tài)不能擺脫庫侖捕獲半徑時，則會在給體/受體界面處發(fā)生復合（稱為成對復合過程）；反之，當界面處的 CT 態(tài)擺脫庫侖捕獲半徑時

圖 2.3 平面異質結光伏器件原理圖和器件結構圖2.2.3 體異質結結構體異質結（bulk heterojunction, BHJ）光伏器件器件結構的出現(xiàn)帶來新的研究熱潮（圖 2.4）。體異質結光敏層是通過在有機溶劑中混合充當電子給體和電子受體兩類有機材料，經旋涂工藝得到有機固態(tài)混合膜。共混膜的結構的形成大大增加了給-受體的

【參考文獻】：
期刊論文
[1]全高分子太陽能電池活性層相分離結構調控[J]. 宋春鵬,曲軼,劉劍剛,韓艷春.  高分子學報. 2018(02)



本文編號：3375615