有機(jī)太陽(yáng)能電池具有柔性、質(zhì)量輕、可半透明、易于大規(guī)模制備等突出特點(diǎn),是可再生綠色能源的重點(diǎn)研究方向之一。近年來(lái)高性能非富勒烯型有機(jī)半導(dǎo)體受體材料的出現(xiàn)極大地促進(jìn)了有機(jī)太陽(yáng)能電池的發(fā)展,有機(jī)太陽(yáng)能電池的效率不斷提升。除了設(shè)計(jì)合成新型給受體半導(dǎo)體材料,活性層的三元共混策略由于其能夠拓展吸收光譜、調(diào)控活性層形貌等優(yōu)點(diǎn),被廣泛采用制備有機(jī)太陽(yáng)能電池和提高器件的能量轉(zhuǎn)換效率。相比于二元共混有機(jī)太陽(yáng)能電池器件,三元共混結(jié)構(gòu)由于活性層的形貌和給受體分子間相互作用發(fā)生變化,體系中存在更復(fù)雜的電荷及能量轉(zhuǎn)移路徑,使得整個(gè)光電轉(zhuǎn)換過(guò)程變得十分復(fù)雜,這給三元器件的機(jī)理研究和理論指導(dǎo)增加了難度。鑒于此,本論文主要針對(duì)三元共混體系有機(jī)太陽(yáng)能電池,從第三組分對(duì)活性層的形貌以及光電轉(zhuǎn)換過(guò)程的影響機(jī)制出發(fā),較系統(tǒng)地研究了不同三元共混體系中第三組分對(duì)薄膜光學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)、微觀結(jié)構(gòu)特性以及光電轉(zhuǎn)換過(guò)程的影響,探討了不同三元共混體系有機(jī)太陽(yáng)能電池的工作機(jī)制和能量轉(zhuǎn)換效率提升的原因。主要研究?jī)?nèi)容如下:1.研究了在二元非富勒烯共混體系PBDB-T:ITIC中加入少量PC71BM受體對(duì)其光伏性能的影響。通過(guò)對(duì)受體分子（ITIC... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２?（ａ）雙分子復(fù)合和（ｂ）陷阱輔助復(fù)合示意圖［ｕ］

?第一章緒論???４０＾?ＩＩ??．亮場(chǎng)?／??—暗場(chǎng)Ｉ?Ｉ??＾?２０－?ｉ??Ｉ?ｊ??旦????—７＾ｒ??－０?ＦＦ＝Ｐｍａｘ／（Ｖ〇ｃ＊Ｊｓｃ）?／??－２０?－?—卿＝」又??」ｓｃ??０．０?０．５?１．０??Ｖｏｌｔａｇｅ?（Ｖ）??圖１．３有機(jī)太陽(yáng)能電池在亮場(chǎng)和暗場(chǎng)下的Ｊ－Ｆ曲線。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?ｔｈｅ?／－＾ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｏｒｇａｎｉｃ?ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌｓ?ｕｎｄｅｒ?ｂｒｉｇｈｔ?ａｎｄ?ｂｌａｃｋ?ｆｉｅｌｄ．??除了活性層外，有機(jī)太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)還包括電極和界面層材料。無(wú)論是正??置器件還是倒置器件，其原理都是利用不同功函數(shù)的電極來(lái)提供內(nèi)建電場(chǎng)，利用??陰極界面層收集電子、阻擋空穴，利用陽(yáng)極界面層收集空穴、阻擋電子。??１．２．３經(jīng)典材料體系??有機(jī)太陽(yáng)能電池?fù)碛兄S富多樣的材料體系，在此我們給出了聚合物給體／??小分子受體的幾種經(jīng)典給體材料Ｐ３ＨＴ，?ＰＣＤＴＢＴ，Ｊ５１，?ＰＴＢ７－Ｔｈ，ＰＢＤＢ－Ｔ和??ＰＢＤＢ－ＴＦ?的分子結(jié)構(gòu)式，和受體材料?ＰＣ６ＱＢＭ，?ＰＣ７ｉＢＭ，?ＩＴＩＣ，ＩＴ－４Ｆ，ＩＥＩＣＯ－４Ｆ，??０６Ｔ－４Ｆ和Ｙ６的分子結(jié)構(gòu)式，如圖１．４和圖１．５所示。??６??

．．．．．？?■￣￣??；???丨?Ｑ３９ＸＫ＊?￣ｙ?＾??＾?ｒ－Ｋ??＾２．?ｍｍ?＾?＾?口疇Ｔ；２?——＾?的??４；—ｆ－＼．?ｂ：三二ｚｚＥｇｇ???ｗ—５－－ａ??｜?＇－ＣｏｎｉｉｎｏＵｉＴ；??Ｇｅｎ？ｒａｉｉａｎ??＿＿＿＿?，．丄＇?—１??ｕ??｜｜＾４４￣￣＞?、Ｐ?，仰、■咖??（．．．—傲ｌ?＼??ｍ?廠?ｔ２?｝２?＼ｌ?．?＼?Ｊ?／??ｙ？—Ｈ咖?ｇｉｆ＝??—??圖１．６飛秒瞬態(tài)吸收系統(tǒng)光路圖。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．６?Ｏｐｔｉｃａｌ?ｐａｔｈ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄ?ｔｒａｎｓｉｅｎｔ?ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ．??基態(tài)漂白（ｇｒｏｕｎｄ?ｓｔａｔｅ?ｂｌｅａｃｈｉｎｇ）?（ＧＳＢ）：根據(jù)式（１．３），未受到激發(fā)的樣品??對(duì)白光吸收可以用光譜儀探測(cè)到的光強(qiáng)／ｐｌｂｅ反映，光強(qiáng)／ｐ°ｎ）ｂｅ越強(qiáng)，樣品對(duì)白光??的吸收越弱。容易想到，只有在樣品的基態(tài)未被激發(fā)時(shí)，探測(cè)光經(jīng)過(guò)樣品后的??／ｆ。１＾才能達(dá)到最小值，最小值為／ｆｒｏｂｅ，即樣品基態(tài)的吸收達(dá)到最大值。因此對(duì)??應(yīng)樣品的穩(wěn)態(tài)吸收波段，樣品被激發(fā)后其基態(tài)相當(dāng)于被激發(fā)光漂白，表現(xiàn)出??的是負(fù)信號(hào)。??激發(fā)態(tài)吸收（ｅｘｃｉｔｅｄ?ｓｔａｔｅ?ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）?（ＥＳＡ）：樣品受到激發(fā)光激發(fā)后，不僅在??對(duì)應(yīng)區(qū)域產(chǎn)生基態(tài)漂白信號(hào)，還會(huì)由于電荷轉(zhuǎn)移態(tài)以及極化子等物種的形成，在??能量較低的波段產(chǎn)生信號(hào)。因?yàn)檫@些信號(hào)不會(huì)對(duì)ｇｍｂｅ產(chǎn)生影響，并且會(huì)使??信號(hào)小于，所以Ａ／１在瞬態(tài)吸收光譜中表現(xiàn)出的是正信號(hào)。??１．３三元有機(jī)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]有機(jī)太陽(yáng)電池效率突破18%（英文）[J]. 劉啟世,江宇凡,金柯,秦建強(qiáng),許金桂,李文婷,熊驥,劉金鳳,肖作,孫寬,楊上峰,張小濤,丁黎明.  Science Bulletin. 2020(04)
[2]Enhanced intermolecular interactions to improve twisted polymer photovoltaic performance[J]. Cunbin An,Jingming Xin,Lanlan Shi,Wei Ma,Jianqi Zhang,Huifeng Yao,Sunsun Li,Jianhui Hou.  Science China（Chemistry）. 2019(03)



本文編號(hào)：3212293