有機半導(dǎo)體光伏器件的活性層納米微結(jié)構(gòu)對其能量轉(zhuǎn)換效率具有重要影響。在全聚合物共混體系中,分子結(jié)晶行為可以誘導(dǎo)大尺寸相分離的發(fā)生,不利于激子擴散。由于有機半導(dǎo)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(xué)對活性層的相分離結(jié)構(gòu)有著決定性的影響。主要研究內(nèi)容如下:1.我們利用溶液溫度調(diào)控及熱退火處理,通過溶液固-液相分離類型調(diào)控及受限結(jié)晶原理實現(xiàn)了PBDB-T/P（NDI2OD-T2）共混體系小相區(qū)尺寸、高結(jié)晶性的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑。研究表明,當(dāng)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(dǎo)其進(jìn)一步結(jié)晶,因此獲得P（NDI2OD-T2）形成結(jié)晶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而PBDB-T填充在其間的小尺寸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上對薄膜進(jìn)行熱退火,促使PBDB-T在P（NDI2OD-T2）晶體網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部受限結(jié)晶,從而形成小尺寸高結(jié)晶的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。通過控制溶液溶液狀態(tài)及利用受限結(jié)晶可獲得小尺寸、高結(jié)晶性互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),器件性能也由5.33%提高至7.12%。2.協(xié)同調(diào)節(jié)溶液狀態(tài)和成膜動... 

【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)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(zhuǎn)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(chǎn)生的 CT 態(tài)激子具有較強的定域性質(zhì)，導(dǎo)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(dāng)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(fù)合（稱為成對復(fù)合過程）；反之，當(dāng)界面處的 CT 態(tài)擺脫庫侖捕獲半徑時

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

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]全高分子太陽能電池活性層相分離結(jié)構(gòu)調(diào)控[J]. 宋春鵬,曲軼,劉劍剛,韓艷春.  高分子學(xué)報. 2018(02)



本文編號：3375615