表面活性剂包覆多金属氧簇复合物为阴极界面层在聚合物太阳能电池的应用
发布时间：2023-04-26 23:17
能源危机正在以化石能源枯竭和环境污染的方式威胁人类。我们渴望找到清洁和可再生能源。基于这个背景,聚合物太阳能电池(PSCs)因其可全溶液加工,质轻,柔性以及高的透过性等性质,受到了科研工作者们的关注。目前,低的能量转换效率(PCE)是PSCs实现商业化的巨大挑战之一。通常情况下,PSCs由活性层,导电电极以及界面层组成。界面层对改善器件的能量转换效率具有重要的作用,因为它能改善电极与活性层之间的接触性质,进而降低电荷收集或者抽出的势垒。近年来,人们在开发新颖的界面材料方面做出了很多的努力,特别是阴极界面材料。理想的阴极界面材料应满足如下要求:1、降低阴极的功函数;2、溶于极性溶剂;3、好的成膜性;4、好的电子迁移率及导电性;5、高的电子亲和性;6、好的稳定性。到目前为止,能同时满足以上要求的阴极界面材料相当的稀少。目前,成功地被用在PSCs中的水、醇溶性阴极界面材料多为共轭聚合物和小分子。这些材料的共轭结构导致其合成路线复杂、产率较低、环境成本较高。为了克服上述有机材料的缺点,我们发展了一类低成本、环境友好的新型醇溶性阴极界面材料,即表面活性剂包覆多金属氧簇复合物(SEPCs)。它是一...
【文章页数】：162 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 太阳能电池的发展历程
1.2 有机太阳能电池简介
1.2.1 有机太阳能电池的器件结构
1.2.2 有机太阳能电池的光伏性能参数
1.2.3 有机太阳能电池的工作原理
1.3 有机太阳能电池中活性层材料的研究进展
1.3.1 受体材料
1.3.2 给体材料
1.4 有机太阳能电池界面材料的研究进展
1.4.1 阳极界面材料
1.4.2 阴极界面材料
1.4.2.1 无机阴极界面材料
1.4.2.2 有机阴极界面材料
1.4.2.3 无机/有机复合阴极界面材料
1.5 多金属氧簇的简介
1.6 本论文的研究思路和研究内容
参考文献
第二章 表面活性剂包覆多金属氧簇复合物中烷基链个数对聚合物太阳能电池性能的影响
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 材料
2.2.2 器件的制备
2.2.3 器件的测试和表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 阴极界面材料的吸收光谱
2.3.2 烷基链个数对SEPCs作为阴极界面层的PSCs性能的影响
2.3.3 烷基链个数对SEPCs在活性层上形貌的影响
2.3.4 烷基链个数对器件中电荷传输、抽取和复合的影响
2.3.5 界面层厚度对PSCs性能的影响
2.4 本章小结
参考文献
第三章 表面活性剂包覆多金属氧簇复合物中的烷基链长度对聚合物太阳能电池性能的影响
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 材料
3.2.2 器件的制备
3.2.3 器件的表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 光伏器件的性能
3.3.2 功函数和内建电场
3.3.3 电荷的产生
3.3.4 电荷的传输和抽取
3.3.5 TA-SiW12在活性层上的形貌
3.4 本章小结
参考文献
第四章 表面活性剂包覆多金属氧簇复合物在聚合物太阳能电池中作为阴极界面层的作用机理
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 材料
4.2.2 器件的制备
4.2.3 器件的表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 TOA-SiW12与PDINO的光电性质
4.3.2 TOA-SiW12的形貌分析
4.3.3 TOA-SiW12与PDINO,LiF作为阴极界面层时器件性能对比
4.3.4 TOA-SiW12与PDINO,LiF作为阴极界面层的器件物理过程
4.3.5 TOA-SiW12在PSCs中的普适性研究
4.3.6 Al/TOA-SiW12/Al,Ag/TOA-SiW12的XPS和UPS分析
4.4 本章小结
参考文献
第五章 表面活性剂包覆缺位多金属氧簇复合物PW-11在反式聚合物太阳能电池中的应用
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 材料
5.2.2 反式聚合物太阳能电池的制备
5.2.3 器件的测试和表征
5.3 实验结果与讨论
5.3.1 PW-11的光物理性质
5.3.2 ZnO/PW-11的光学性质
5.3.3 ZnO/PW-11的形貌
5.3.4 ZnO与PW-11之间的接触性质
5.3.5 ZnO/PW-11的电荷传输性质
5.3.6 ZnO/PW-11在i-PSCs中的性能研究
5.3.7 PW-11在i-PSCs中的性能研究
5.4 本章小结
参考文献
第六章 结论与展望
作者简介
攻读博士学位期间取得的成果
致谢
本文编号：3802382
【文章页数】：162 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 太阳能电池的发展历程
1.2 有机太阳能电池简介
1.2.1 有机太阳能电池的器件结构
1.2.2 有机太阳能电池的光伏性能参数
1.2.3 有机太阳能电池的工作原理
1.3 有机太阳能电池中活性层材料的研究进展
1.3.1 受体材料
1.3.2 给体材料
1.4 有机太阳能电池界面材料的研究进展
1.4.1 阳极界面材料
1.4.2 阴极界面材料
1.4.2.1 无机阴极界面材料
1.4.2.2 有机阴极界面材料
1.4.2.3 无机/有机复合阴极界面材料
1.5 多金属氧簇的简介
1.6 本论文的研究思路和研究内容
参考文献
第二章 表面活性剂包覆多金属氧簇复合物中烷基链个数对聚合物太阳能电池性能的影响
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 材料
2.2.2 器件的制备
2.2.3 器件的测试和表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 阴极界面材料的吸收光谱
2.3.2 烷基链个数对SEPCs作为阴极界面层的PSCs性能的影响
2.3.3 烷基链个数对SEPCs在活性层上形貌的影响
2.3.4 烷基链个数对器件中电荷传输、抽取和复合的影响
2.3.5 界面层厚度对PSCs性能的影响
2.4 本章小结
参考文献
第三章 表面活性剂包覆多金属氧簇复合物中的烷基链长度对聚合物太阳能电池性能的影响
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 材料
3.2.2 器件的制备
3.2.3 器件的表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 光伏器件的性能
3.3.2 功函数和内建电场
3.3.3 电荷的产生
3.3.4 电荷的传输和抽取
3.3.5 TA-SiW12在活性层上的形貌
3.4 本章小结
参考文献
第四章 表面活性剂包覆多金属氧簇复合物在聚合物太阳能电池中作为阴极界面层的作用机理
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 材料
4.2.2 器件的制备
4.2.3 器件的表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 TOA-SiW12与PDINO的光电性质
4.3.2 TOA-SiW12的形貌分析
4.3.3 TOA-SiW12与PDINO,LiF作为阴极界面层时器件性能对比
4.3.4 TOA-SiW12与PDINO,LiF作为阴极界面层的器件物理过程
4.3.5 TOA-SiW12在PSCs中的普适性研究
4.3.6 Al/TOA-SiW12/Al,Ag/TOA-SiW12的XPS和UPS分析
4.4 本章小结
参考文献
第五章 表面活性剂包覆缺位多金属氧簇复合物PW-11在反式聚合物太阳能电池中的应用
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 材料
5.2.2 反式聚合物太阳能电池的制备
5.2.3 器件的测试和表征
5.3 实验结果与讨论
5.3.1 PW-11的光物理性质
5.3.2 ZnO/PW-11的光学性质
5.3.3 ZnO/PW-11的形貌
5.3.4 ZnO与PW-11之间的接触性质
5.3.5 ZnO/PW-11的电荷传输性质
5.3.6 ZnO/PW-11在i-PSCs中的性能研究
5.3.7 PW-11在i-PSCs中的性能研究
5.4 本章小结
参考文献
第六章 结论与展望
作者简介
攻读博士学位期间取得的成果
致谢
本文编号：3802382
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