基于富勒烯受体的高效三元有机太阳能电池的研究

发布时间：2022-12-07 00:15

　　有机太阳能电池（Organic solar cells,OSCs）是目前极具潜力的可再生能源技术之一,因其成本低、质量轻、可制作柔性器件等优点而受到了广泛的关注。但由于有机材料本身的一些缺点,如吸收范围小、无法直接产生电子空穴等,有机太阳能电池的发展受到了限制。研究人员为了突破这些缺点,研究出了一系列方法。三元策略是通过在二元活性层中加入第三种材料来提高器件效率的方法。第三元材料在有机太阳能电池中起到的作用有多种方面,例如优化能级匹配、拓宽活性层光谱吸收、改善薄膜形貌、促进载流子迁移等,通常一个三元材料会起到多个效果。本论文通过在两种富勒烯受体体系PCBM和PC71BM中加入环形小分子作为第三元材料,有效提高了器件的效率,并运用计算和实验测试等方法讨论了环形小分子在有机太阳能电池中起到的具体作用。本文主要内容有以下几部分:（1）在C₆₀衍生物PCBM体系中引入[9]CPP（?）C₆₀超分子概念,将环形小分子[9]CPP和7+Pyrene分别作为第三元材料加入到PTB7-Th:PCBM中,构筑了三元有机太阳能电池。通过对三元掺杂比例的调控,最终... 

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 有机太阳能电池研究背景及意义
    1.2 有机太阳能电池的发展历程
    1.3 发展现状
        1.3.1 有机太阳能电池的发展现状
        1.3.2 三元有机太阳能电池介绍
    1.4 课题的选题依据以及主要内容
第二章 有机太阳能电池的工作原理
    2.1 有机太阳能电池的基础原理
    2.2 有机太阳能电池的主要性能参数
    2.3 三元有机太阳能电池概述
        2.3.1 三元有机太阳能电池的发展现状
        2.3.2 三元有机太阳能电池的工作原理
    2.4 本章小结
第三章 基于环形小分子与PCBM体系有机太阳能电池的研究
    3.1 引言
    3.2 选取环形小分子的依据
    3.3 实验器件制备与表征
        3.3.1 器件制备
        3.3.2 器件性能表征
    3.4 环形小分子对PCBM体系的影响
        3.4.1 环形小分子(?)PCBM超分子体系形成
        3.4.2 活性层材料吸收光谱
        3.4.3 光伏特性分析
        3.4.4 活性层形貌分析
        3.4.5 ESP电位分析
    3.5 本章小结
第四章 基于[9]CPP与富勒烯体系有机太阳能电池的研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 器件制备及表征
        4.2.2 [9]CPP(?)PC_(71)BM超分子体系形成
    4.3 环形小分子[9]CPP对PC_(71)BM体系的影响
        4.3.1 光伏特性分析
        4.3.2 活性层形貌分析
        4.3.3 激子复合、电荷转移与传输
        4.3.4 稳定性分析
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 论文内容总结
    5.2 未来工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3711881