高效大面积有机太阳能电池制备及性能研究
发布时间：2021-02-07 04:06
有机太阳能电池在近两年中发展迅速,尤其是一系列高效非勒烯受体的出现,使其效率不断突破。目前,最高效率的单节二元有机太阳能电池已经突破15%,而三元有机太阳能电池以及叠层有机太阳能电池的效率已经双双突破17%。这意味着效率已不再是限制有机太阳能电池发展的瓶颈因素。目前,实验室制备的有机太阳能电池的有效面积通常在0.1 cm2以下,制备大面积有机太阳能电池效率普遍偏低。刮涂法工艺简单、成本低廉、材料利用率高,是比旋涂法更适合制备大面积器件的工艺。因此本文采用刮涂法制备高效非富勒烯大面积有机太阳能电池。以下是本论文的主要工作:第一部分工作为刮涂工艺参数的探究以及刮涂工艺对薄膜形貌,器件性能的影响。在这部分中,我们首先对刮刀速度、刮刀高度、溶液浓度等关键参数对器件膜厚的影响进行了分析。实验发现刮刀高度与膜厚呈正相关,随着刮刀高度的增加膜厚也线性增加。刮刀的速度与膜厚呈负相关,刮刀速度越快,膜厚越薄。随后研究了在刮涂工艺下,添加剂含量、基板温度、溶液挥发性对器件性能及薄膜形貌的影响。实验表明,在刮涂工艺下,器件仅需较少的添加剂就可表现优异性能。其次,适当的基板温度有利于优化...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 有机太阳能电池发展及现状
1.2.1 太阳能电池的发展历程
1.2.2 有机太阳能电池的发展现状
1.3 大面积有机太阳能电池所面临的问题及解决方案
1.3.1 大面积制备有机太阳能电池所面临的问题
1.3.2 大面积制备有机太阳能电池的优化方案
1.4 主要研究内容
第二章 有机太阳能电池的光伏原理
2.1 引言
2.2 有机太阳能电池主光伏原理概述
2.3 有机太阳能电池的工作过程
2.3.1 光吸收及激子产生过程
2.3.2 激子扩散及激子复合过程
2.3.3 激子的解离过程
2.3.4 载流子的复合及收集
2.4 有机太阳能电池的关键参数
2.4.1 开路电压及能量损耗
2.4.2 短路电流及其影响因素
2.4.3 填充因子及等效电路
2.5 有机太阳能电池的关键测试手段
2.6 章节小结
第三章 刮涂法制备有机太阳能电池的探索
3.1 引言
3.2 有机太阳能电池的制备流程
3.3 实验药品及试剂
3.4 刮涂法关键参数对膜厚的影响
3.5 刮涂法成膜工艺的探讨
3.5.1 添加剂对刮涂法有机太阳能电池性能的影响
3.5.2 溶液对刮涂法有机太阳能电池性能的影响
3.5.3 基板温度对刮涂法有机太阳能电池性能的影响
3.5.4 小结
3.6 本章小结
第四章 刮涂法制备高效大面积有机太阳能电池
4.1 引言
4.2 材料的选择及旋涂器件制备
4.3 刮涂法制备非富勒烯小面积器件
4.4 刮涂法制备非富勒烯大面积器件
4.4.1 改良大面积掩膜优化器件
4.4.2 热刮涂法优化器件
4.4.3 引入第三元材料优化器件
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 论文总结
5.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Investigating the Effects of Greenhouse Vegetable Cultivation on Soil Fertility in Lhasa, Tibetan Plateau[J]. WANG Zhaofeng,GONG Dianqing,ZHANG Yili. Chinese Geographical Science. 2020(03)
[2]Efficient nonfullerene organic solar cells with active layers fabricated by water transfer printing[J]. Lulu Sun,Xueshi Jiang,Yinhua Zhou. Journal of Energy Chemistry. 2019(10)
[3]Efficient organic-inorganic hybrid cathode interfacial layer enabled by polymeric dopant and its application in large-area polymer solar cells[J]. Sheng Dong,Kai Zhang,Xiang Liu,Qingwu Yin,Hin-Lap Yip,Fei Huang,Yong Cao. Science China（Chemistry）. 2019(01)
本文编号：3021626
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 有机太阳能电池发展及现状
1.2.1 太阳能电池的发展历程
1.2.2 有机太阳能电池的发展现状
1.3 大面积有机太阳能电池所面临的问题及解决方案
1.3.1 大面积制备有机太阳能电池所面临的问题
1.3.2 大面积制备有机太阳能电池的优化方案
1.4 主要研究内容
第二章 有机太阳能电池的光伏原理
2.1 引言
2.2 有机太阳能电池主光伏原理概述
2.3 有机太阳能电池的工作过程
2.3.1 光吸收及激子产生过程
2.3.2 激子扩散及激子复合过程
2.3.3 激子的解离过程
2.3.4 载流子的复合及收集
2.4 有机太阳能电池的关键参数
2.4.1 开路电压及能量损耗
2.4.2 短路电流及其影响因素
2.4.3 填充因子及等效电路
2.5 有机太阳能电池的关键测试手段
2.6 章节小结
第三章 刮涂法制备有机太阳能电池的探索
3.1 引言
3.2 有机太阳能电池的制备流程
3.3 实验药品及试剂
3.4 刮涂法关键参数对膜厚的影响
3.5 刮涂法成膜工艺的探讨
3.5.1 添加剂对刮涂法有机太阳能电池性能的影响
3.5.2 溶液对刮涂法有机太阳能电池性能的影响
3.5.3 基板温度对刮涂法有机太阳能电池性能的影响
3.5.4 小结
3.6 本章小结
第四章 刮涂法制备高效大面积有机太阳能电池
4.1 引言
4.2 材料的选择及旋涂器件制备
4.3 刮涂法制备非富勒烯小面积器件
4.4 刮涂法制备非富勒烯大面积器件
4.4.1 改良大面积掩膜优化器件
4.4.2 热刮涂法优化器件
4.4.3 引入第三元材料优化器件
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 论文总结
5.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Investigating the Effects of Greenhouse Vegetable Cultivation on Soil Fertility in Lhasa, Tibetan Plateau[J]. WANG Zhaofeng,GONG Dianqing,ZHANG Yili. Chinese Geographical Science. 2020(03)
[2]Efficient nonfullerene organic solar cells with active layers fabricated by water transfer printing[J]. Lulu Sun,Xueshi Jiang,Yinhua Zhou. Journal of Energy Chemistry. 2019(10)
[3]Efficient organic-inorganic hybrid cathode interfacial layer enabled by polymeric dopant and its application in large-area polymer solar cells[J]. Sheng Dong,Kai Zhang,Xiang Liu,Qingwu Yin,Hin-Lap Yip,Fei Huang,Yong Cao. Science China（Chemistry）. 2019(01)
本文编号：3021626
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