界面修饰对有机太阳能电池性能影响的研究

发布时间：2017-11-13 08:02

  本文关键词：界面修饰对有机太阳能电池性能影响的研究

  更多相关文章： 反式结构有机太阳能电池 界面修饰 功函数 稳定性

【摘要】：有机太阳能电池作为一种有效的光电转换器件,凭借其成本低、制备工艺简单、质量轻等优势,在近些年能源领域的研究中占据着一席之地,各种科研的重心主要集中在提高有机太阳能电池的能量转换效率以及稳定性方面。除了对制备器件所需的材料进行研究以外,有机太阳能电池的界面也是研究的热点。从有机太阳能电池发生光电转换的机理中可以知道,它所包含的界面对激子的分离和电荷的转移起着至关重要的作用,通过有效的界面修饰,可以改善电荷的传输和转移的效率以及界面之间的接触特性,从而对器件的能量转换效率以及稳定性起促进作用。本论文研究的主要内容是制备反式结构的有机太阳能电池,对器件的阴极和阳极进行修饰。阴极ITO采用静电吸附作用修饰上一层PDDA,阳极则通过蒸镀一层MoO3薄膜,用来来改善Al和活性层之间的界面。实验制备三种不同结构的器件用于对比,并对修饰后的ITO进行AFM和UPS表征,结合测试得到的光伏特性参数分析界面修饰对有机太阳能电池所起的作用。此外,实验还研究了界面修饰对器件稳定性的影响,通过观察记录在设定的保存条件下,器件的相关参数随时间的衰减规律,研究界面修饰对有机太阳能电池器件稳定性的影响。研究发现使用PDDA和MoO3修饰后的器件在能量转换效率方面有一定程度的提高,主要是由于短路电流和填充因子得到了改善,这得益于PDDA对ITO的修饰降低了其表面的粗糙度,同时将ITO的表面功函数拉低,使能级与受体的LUMO能级更加匹配,从而促进电子的转移和收集。MoO3薄膜能增加对应空穴的传输以及改良活性层与顶部电极之间的接触特性;在稳定性方面,相比于传统的正式结构有机太阳能电池,通过界面修饰后,反式结构器件的短路电流和填充因子的衰减得到明显的缓和,最终实现了改善有机太阳能电池稳定性的效果。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM914.4

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本文编号：1179783