功能化碳纳米材料的制备及其在聚合物太阳能电池中的应用

发布时间：2023-05-08 00:04

　　随着全球经济的快速增长,人们对能源的需求日益增加,而化石燃料的过度使用对环境造成了极大地破坏。因此,近几十年来,人们对清洁能源的需求越来越迫切,已开发出一系列的可再生清洁能源,如风能、水能、太阳能等,其中可以实现光能和电能转换的太阳能电池发展十分迅速,基于硅的无机太阳能电池已经进入大规模生产及实用化阶段。然而硅太阳能电池具有成本高、工艺复杂、不能加工柔性器件等缺点。聚合物太阳能电池因其重量轻、可湿法加工和可以制备柔性器件等优点使其具有广阔的发展前景。近年来,聚合物太阳能电池在制备工艺、材料开发、器件结构等方面发展迅速,其最高的光电转换效率已经超过13%。但是为了适应商业化生产的需要,聚合物太阳能电池在效率及稳定性方面仍有待于提高。石墨烯及碳纳米管等碳纳米材料具有非常高的电导率和载流子迁移率、较强的机械性能以及化学稳定性,在光催化、储能器件、传感器及光伏领域中具有广泛的应用。在本论文中,我们将石墨烯和碳纳米管通过化学方法进行功能化,并将所合成的材料应用到聚合物太阳能电池中,这不仅降低了大规模合成的成本,而且不同的功能基团可以赋予石墨烯和碳纳米管新的光电性能,为提高器件性能做出积极探索。本...

【文章页数】：118 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 有机/聚合物太阳能电池
        1.2.1 有机/聚合物太阳能电池的国内外发展
        1.2.2 有机/聚合物太阳能电池光电转换机理
        1.2.3 有机/聚合物太阳能电池性能参数
        1.2.4 有机/聚合物太阳能电池结构
    1.3 石墨烯概述
        1.3.1 石墨烯的结构和性质
        1.3.2 石墨烯的制备方法
        1.3.3 石墨烯的修饰方法
            1.3.3.1 共价键修饰
            1.3.3.2 非共价键修饰
    1.4 碳纳米管概述
        1.4.1 碳纳米管结构和性质
        1.4.2 碳纳米管的制备方法
        1.4.3 碳纳米管的修饰方法
            1.4.3.1 共价键修饰
            1.4.3.2 非共价键修饰
    1.5 石墨烯和碳纳米管在有机/聚合物太阳能电池中的应用进展..
        1.5.1 透明导电电极
        1.5.2 受体材料
        1.5.3 空穴传输层材料
    1.6 本论文的设计思想和工作内容
    参考文献
第二章 石墨烯量子点的合成及其在高性能聚合物太阳能电池中的应用
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 材料与试剂
        2.2.2 石墨烯量子点(GQDs)的合成
        2.2.3 器件制备
        2.2.4 器件表征
    2.3 结果与讨论
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 硼酸修饰的碳纳米管的合成及其聚合物太阳能电池空穴传输层材料的应用
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 材料与试剂
        3.2.2 羧基化多壁碳纳米管(c-MWCNTs)的合成
        3.2.3 硼酸功能化多壁碳纳米管(bf-MWCNTs)的合成
        3.2.4 器件的制备
        3.2.5 器件表征
    3.3 结果与讨论
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 石墨烯/三氧化钼复合纳米粒子的合成及其在聚合物太阳能电池阳极界面修饰中的应用
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 材料与试剂
        4.2.2 石墨烯的合成
        4.2.3 G-MoO₃的制备
        4.2.4 器件制备
        4.2.5 器件表征
    4.3 结果与讨论
    4.4 本章小结
    参考文献
第五章 总结与展望
作者简介及攻读博士学位期间的科研成果
致谢



本文编号：3811589