有機太陽能電池因具備可通過低成本溶液法制備大面積柔性器件的突出優(yōu)點,已受到世界范圍的廣泛關注。新型高性能給、受體材料的蓬勃發(fā)展和器件制備工藝等技術的提高,使得有機光伏效率屢獲突破。進一步提高有機光伏器件的能量轉換效率依然是該領域研究中所面臨的重要挑戰(zhàn)。然而,與無機材料相比,有機材料中分子間作用力屬于弱相互作用,主要包括范德瓦爾斯力、氫鍵等,導致有機材料的介電常數(shù)較低、電聲耦合系數(shù)較高、激子束縛能較大。因而,有機太陽能電池的激子解離過程需要克服較大的激子束縛能,該過程使得有機光伏器件中產生較大的能量損失,嚴重地影響了器件性能。許多基于新型非富勒烯受體材料的有機太陽能電池在較低能量損失條件下可以實現(xiàn)高效的激子解離,并獲得優(yōu)異的器件性能,但涉及激子解離的內部復雜的物理過程和工作機制等仍不清晰。深入理解有機太陽能電池中激子動力學過程,闡述激子解離物理機制,定量關聯(lián)激子解離與器件性能參數(shù),對于優(yōu)化材料結構、抑制能量損失、提升器件性能等有至關重要的作用。針對以上關鍵科學問題,本論文深入研究了新型非富勒烯有機太陽能光電器件中給、受體材料的激子解離動力學過程,具體工作內容如下:（一）單重態(tài)裂分給體材料... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－２有機太陽能電池工作原理圖［３３］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２．?Ｗｏｒｋｉｎｇ?ｍｅｃｈｎｉｓｍｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｏｒｇａｎｉｃ?ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌｓ?［３３］??

?山東大學博士學位論文???ｉｏｆ??ｎ??５?．??Ｊ－Ｖ?Ｃｕｒｖｅ?Ｉ??ｆ．?Ｖｍａｘ?ｐ??Ｉ－?｜ｆ??ｉ－丨?〇＿?Ｐｍａ，?１?／??Ｉ－１５：?＿／??Ｕ－２０?？?疆／??Ｊｍａｘ????－２５?ｍｍｍｍ＊?＿■■■■■????Ｊｓｃ??－３０１￣■￣￣？￣＇￣？￣１￣？￣１￣？￣１￣？—??－０．２?０．０?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０??Ｖｏｌｔａｇｅ?（Ｖ）??圖１－３有機太陽能電池的Ｊ－Ｖ曲線??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｊ－Ｖ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｏｒｇａｎｉｃ?ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌｓ??短路電流即偏壓為零時器件的電流密度大校短路電流的大小與激子在給、??受體界面處的解離率、電荷遷移率以及電荷收集效率等正相關。此外，短路電流??與活性層厚度以及材料固有性質（如吸收光譜范圍、吸收系數(shù)等）有關。三元、??疊層、大厚度有機太陽能電池可以通過使用吸收互補的光伏材料，擴寬光譜吸收??范圍，提高短路電流密度。??開路電壓是指電流為零時所對應的偏壓大校影響開路電壓的因素很多，主??要包括光學帶隙與電荷轉移態(tài)能量差、能級差、界面微觀結構、缺陷等。普遍學??者認為開路電壓與器件中的能量損失有關。抑制孿生復合、降低能量損失是目前??提高有機太陽能電池器件性能一個重要的研究方向。??填充因子則是器件實際效率到理論效率的評估參數(shù)。良好的互穿網絡通道對??于抑制載流子復合，提高填充因子是非常重要的。利用聚合物納米纖維形成互穿??網絡傳輸通道可實現(xiàn)高填充因子的有機太陽能電池。??１．１．４非富勒嫌有機太陽能電池的發(fā)展現(xiàn)狀、機遇與挑戰(zhàn)??７??

?山東大學博士學位論文???流等測試表明，多余熱能不是激子解離的根本原因。此外，也有研究表明，光生??載流子是由熱電荷轉移態(tài)和弛豫電荷轉移態(tài)解離兩種途徑共同貢獻。??


本文編號：3106048