通过界面调控提升聚合物及钙钛矿太阳能电池性能的研究

发布时间：2024-07-08 19:31

　　有机太阳能电池(OSCs)和钙钛矿太阳能电池作为当下研究的热点,拥有着很多很好的特性,比如,较高的光能转换效率、简单的制备工艺、低廉的制作成本和广阔的应用前景,但制备更高效率的电池一直是人们研究的问题。在本论文中,我们主要研究了一种简易的界面修饰方法,分别作用于有机和钙钛矿太阳能电池中,以此提升效率,具体如下:1.使用酸和醇的混合溶剂,分别作用于有机活性层聚(3-己基噻吩)(P3HT):[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PC₆₁BM)和P3HT:茚-C60双加合物(ICBA)上,与使用Ca作为阴极界面修饰层的器件对比,在P3HT:PC₆₁BM体系中,混合溶剂处理的器件最高达到3.98%的能量转换效率(PCE),同组的Ca对比器件只有3.63%。我们又用混合溶剂作用于P3HT:ICBA体系中,旋涂有混合溶剂的器件具有5.75%的效率,而同组的Ca对比器件只有5.22%。我们对比了这两组实验,发现经混合溶剂处理的器件,短路电流密度(J_sc)和填充因子(FF)更高。于是我们从活性层的表面形貌和表面化学成分的变换的角度,进行了...

【文章页数】：75 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 有机太阳能电池介绍
    1.3 钙钛矿太阳能电池介绍
    1.4 界面调控溶剂研究
    1.5 本文的研究内容及意义
第二章 实验设备及测试表征方法
    2.1 实验设备及材料
        2.1.1 有机器件的制备
        2.1.2 钙钛矿器件的装备
    2.2 薄膜样品表征方法
        2.2.1 原子力显微镜(AFM)
        2.2.2 开尔文探针力显微镜(KPFM)
        2.2.3 电容-电压(CV)
        2.2.4 弹性模量
        2.2.5 傅里叶变换衰减全反射红外光谱法(ATR-FTIR)
        2.2.6 能谱仪(EDS)
    2.3 器件表征方法
        2.3.1 电流密度-电压(J-V)
        2.3.2 外量子效率(EQE)
        2.3.3 空间电荷限制电流(SCLC)
        2.3.4 缺陷态
        2.3.5 光强依赖性
    2.4 本章小结
第三章 界面调控溶剂在有机太阳能电池中的应用
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 界面调控溶剂方法简介
        3.2.2 有机太阳能电池器件的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Ca和界面调控溶剂作为阴极界面修饰方法的对比
        3.3.2 混合溶剂引起的相移动表征
        3.3.3 混合溶剂处理引入的氢键
        3.3.4 混合溶剂带来的表面形貌影响
        3.3.5 混合溶剂对活性层的电学性质的影响
        3.3.6 混合溶剂处理和Ca修饰的器件稳定性对比
    3.4 本章小结
第四章 界面调控溶剂在钙钛矿太阳能电池中的应用
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 钙钛矿太阳能电池标件的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 加入反溶剂器件性能的提升
        4.3.2 器件表征及测试
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 研究展望
致谢
参考文献
在学期间取得的与学位论文相关的研究成果



本文编号：4003764