聚合物太阳电池的稳定性研究

发布时间：2018-03-04 19:04

  本文选题：聚合物太阳电池　切入点：稳定性　出处：《吉林大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：有机聚合物太阳能电池有诸多优势,比如:聚合物材料的合成方法非常多样化,原料来源也极其广泛;有机物的密度一般较小,因此有机太阳能电池的质量很轻;电池的制备工艺比较简单,因此成本比较低廉;另外还能够制做成柔性的大面积器件,因此它的用途更为广泛。经过几十年的发展,现在的有机聚合物太阳能电池的能量转换效率已经超过10%了。然而要实现聚合物太阳电池的工业化道路,还要解决稳定性等问题。本文对两种主流活性层材料(PTB7和PCDTBT给体材料)进行了研究。由于其高玻璃化转变温度,溶解性好,高相对分子质量与性能稳定等优点,近几十年(poly[N-9’’-heptadecanyl-2,7-carbazole-alt-5,5-(4’,7’-di-2-thienyl-2’,1’,3’-be nzothiadiazole)])(PCDTBT)聚合物给体材料已经被广泛的研究。PCDTBT/PC71BM聚合太阳电池的内量子效率已被证实达100%,效率已达7.1-7.2%。另一方面,以(polythieno[3,4-b]-thiophene-co-benzodithiophene)(PTB7)聚合物给体材料的器件经结构的优化,其效率已达9%,但Soon研究组近期发现PTB7材料在暴露100mW cm-2太阳光强下的纯氧氛围里衰减特别迅速,尤其与P3HT、DPP-TT-T聚合物材料对比。第一章回顾了聚合物太阳电池的近期研究进展、OPV实验室间稳定性的研究、电池衰减的物理与化学探测方法。在第二章中,我们研究了当LiF与PFN作为阴极界面层,PTB7给体材料器件的效率与稳定性问题。结构为ITO/PSS:PEDOT/PTB7:PC71BM/LiF/Al器件的效率可达7.65%,结构为ITO/PSS:PEDOT/PTB7:PC71BM/PFN/Al器件的效率可达7.69%。但是当器件贮存于100 mW cm-2的光照中20天之后,器件效率分别衰减了93.33%和85.43%。随后,我们分别观测了手套箱中的PTB7:PC71BM活性层在30mW cm-2的光照中与黑暗中的紫外吸收光谱的衰减。30天后,活性层的紫外吸收光谱分别下降了12.39%与4.58%。在第三章中,我们研究了当LiF与PFN作为阴极界面层,PCDTBT给体材料器件的效率与稳定性问题。结构为ITO/PSS:PEDOT/PCDTBT:PC71BM/LiF/Al器件的效率可达5.94%,结构为ITO/PSS:PEDOT/PTB7:PC71BM/PFN/Al器件的效率可达6.92%。当器件贮存于100 mW cm-2的光照中20天之后,器件效率分别衰减了55.48%和45.94%。并对比了两种给体材料,哪一种更适合聚合物太阳电池的工业化(结论是ITO/PSS:PEDOT/PCDTBT:PC71BM/PFN/Al更适合工业化生产)。并且也详细分析了当LiF用作阴极界面层时,对器件稳定性造成的影响。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM914.4

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本文编号：1566903