日益嚴峻的能源及環(huán)境問題已經(jīng)引起社會各界的廣泛關注,將綠色能源太陽能直接轉換為電能的光伏電池也隨之成為研究熱潮。其中聚合物太陽電池由于其克服傳統(tǒng)無機太陽電池生產(chǎn)成本高、不易加工等缺陷,同時具備易加工、質量輕、低成本等優(yōu)點,現(xiàn)已成為太陽電池研究領域的主流。近年來發(fā)展的非富勒烯小分子受體光伏材料,具備吸收強、能級可調等特性,其與聚合物給體材料構筑的疊層結構光伏電池,能量轉換效率已達到17%。鑒于帶隙和能隙在有機光伏電池中的重要作用,本論文主要針對深能級寬帶隙聚合物電子給體材料與非富勒烯小分子受體材料的聚合物太陽電池進行研究。論文內容共有四章,第一章概述了聚合物太陽電池的研究背景、電池工作原理、光伏材料、器件結構和器件性能優(yōu)化等內容。第二章主要介紹了器件制備及多項性能測試方法。三、四兩章重點說明碩士期間研究工作。第三章內容中,以一種含有氟代喹喔啉單元的深能級聚合物聚{4,8-二（2,3-二辛基噻吩-5-基）-2,6-噻吩苯并[1,2-b:4,5-b’]噻吩-alt-5,5-[5’,8’-二-2-噻吩基-(6’-氟-2’,3’-雙-（3’’-辛氧基苯基）-喹喔啉]（PBDTT-FTQ-DO）為... 

【文章來源】：西北大學陜西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

聚合物太陽電池的種類與應用

圖 2 聚合物太陽電池本體異質結結構溶劑退火方法，即讓溶劑緩慢揮發(fā)，進一步高達 4.4%[21]。溶劑退火方式使給受體材料結構。2007 年，Heeger 等人制備了高效串性層薄膜，充分利用材料的吸收特性，拓的吸收光譜與太陽光譜更好地匹配[22]。201結構，選用 P3HT 和富勒烯衍生物 IC60BA 作TT-DPP 和 PC71BM 作為后級電池活性層，立臺灣大學的陳壽安課題組為了電子的有選用新合成的窄帶隙聚合物 PTB7-Th 與傳統(tǒng)倒置結構的器件效率由 7.64%提高到了 9.組在倒置器件中引入了醇溶性界面修飾[25]

圖 3 （a）材料的分子結構式；（b）串聯(lián)電池結構示意圖；（c）串聯(lián)電池能級圖近年來，隨著器件制備工藝的日漸成熟，以及性能優(yōu)良的電子給受體材料的不斷成，聚合物太陽電池的效率呈快速提升態(tài)勢。中南大學鄒應萍教授報道的 Y6:PM6 兩體系，其單層器件的效率高達 15.7%[29]。最近，華南理工大學黃飛教授利用 Y6 和寬隙聚合物 P2F-EHp 作為活性層，將單層器件的效率進一步提升到了 16.02%[13]。這是今為止單層聚合物太陽電池取得的最高能量轉換效率，疊層器件的最高效率是南開大陳永勝教授報道的 17.3%[14]。這些令人振奮的結果都說明，有機光伏電池商業(yè)應用的近。1.2.2 工作機理聚合物太陽電池器件一般由透明導電陽極（ITO）、光活性層和金屬陰極組成，當陽光照射到器件表面時，活性層吸收光子產(chǎn)生電子-空穴束縛對，在給受體界面分離生自由電子和空穴，然后被電極收集形成電流對外電路做功，由光轉換為電[30]。圖 4


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