聚合物太阳能电池电子传输界面能级调控的研究

发布时间：2022-11-12 07:23

　　太阳能电池作为利用太阳能最为有效的手段之一,已经受到广泛关注并引发世界各国学者们的火热研究。其中,聚合物太阳能电池以其诸多优点脱颖而出,备受瞩目。经过近二十年的发展,目前聚合物太阳能电池的能量转换效率已经突破15%,但与商业化的无机硅太阳能电池相比,仍然存在效率偏低等问题,这些也是制约聚合物太阳能电池发展的主要原因。因此,如何提高聚合物太阳能电池器件能量转换效率成为摆在人们面前的首要问题。在能源短缺与环境污染的双重压力下,一系列有效的方法被提出,如合成新的给受体材料,使用合适的电荷传输层和优化器件结构等。众所周知,新材料的合成需要经历较长的实验周期,而器件结构优化往往需要复杂的实验工艺。因此,通过优化电荷传输层来改善电池内部电荷传输特性成为一种简单有效的手段来提高器件的能量转换效率。在聚合物太阳能电池中,电荷的萃取、传输和收集在器件工作过程中承担着重要角色,常用的电荷传输材料有时并不能满足器件设计的多方面要求,此时复合或杂化传输层便被广泛关注并成为研究热点。本文主要通过引入界面偶极子,构建半导体-金属纳米结,以及形成有机-无机复合体系等方法来优化电子传输层,调整活性层与电子传输层界面间... 

【文章页数】：125 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 聚合物太阳能电池
        1.2.1 聚合物太阳能电池的基本工作原理
        1.2.2 聚合物太阳能电池的主要性能参数
        1.2.3 聚合物太阳能电池的发展历程
    1.3 聚合物太阳能电池的电荷传输层
        1.3.1 电荷传输层作用
        1.3.2 电荷传输层材料
        1.3.3 电荷传输层改性
    1.4 论文的研究思路和主要内容
第二章 基于TiO_2/PFN复合电子传输层的聚合物太阳能电池
    2.1 引言
    2.2 器件制备和薄膜表征
    2.3 器件光伏性能测试
    2.4 器件性能提升机制分析
        2.4.1 器件Jsc提高机制分析
        2.4.2 器件Voc提高机制分析
    2.5 本章小结
第三章 基于ZnO-Al复合电子传输层的聚合物太阳能电池
    3.1 引言
    3.2 器件制备和薄膜表征
    3.3 器件光伏性能测试
    3.4 器件性能提升机制分析
        3.4.1 ZnO薄膜表面缺陷态分析
        3.4.2 界面电荷传输特性分析
    3.5 本章小结
第四章 基于ZnO:PEI混合电子传输层的聚合物太阳能电池
    4.1 引言
    4.2 器件制备和薄膜表征
    4.3 器件光伏性能测试
    4.4 器件性能提升机制分析
        4.4.1 电荷传输势垒分析
        4.4.2 界面电荷萃取和传输能力分析
    4.5 后退火处理对器件性能影响分析
        4.5.1 器件光伏性能测试
        4.5.2 暗电流和i-CELIV测试分析
    4.6 后退火处理对界面接触特性影响分析
        4.6.1 器件制备及性能测试
        4.6.2 界面接触特性分析和表征
    4.7 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
作者简介及博士期间取得的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Synergistic effect of fluorination on both donor and acceptor materials for high performance non-fullerene polymer solar cells with 13.5% efficiency[J]. Qunping Fan,Wenyan Su,Yan Wang,Bing Guo,Yufeng Jiang,Xia Guo,Feng Liu,Thomas P.Russell,Maojie Zhang,Yongfang Li.  Science China（Chemistry）. 2018(05)



本文编号：3705948