有机太阳能电池的活性层形态与界面结构调控

发布时间：2021-01-02 22:24

　　随着经济不断的发展,人类对自然资源的依赖日益增强,以太阳能为代表的清洁可再生能源日益受到人们的关注。有机太阳能电池由于具有质量轻、柔韧性好、制备工艺简单以及容易实现大面积加工等诸多优点,在清洁能源领域展现出较好的应用前景。但是,现阶段如何提高有机太阳能电池的光电转换效率和器件稳定性是目前该领域迫切需要解决的问题。为此,在本论文的研究中我们制备了基于经典给、受体材料PTB7、PC₇₁BM光伏器件,通过原子力显微镜（AFM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等测试手段对有机光伏器件的活性层形貌以及界面性质调控进行系统的研究,分析总结了有机太阳能电池器件的性能优化的基本规律。本论文主要内容如下:1.利用溶剂添加剂的手段优化活性层薄膜形态,提高光伏器件的短路电流(J_sc)和开路电压(V_oc),系统研究了二溴代烷烃溶剂添加剂对活性层薄膜形态和有机光伏器件性能的影响。首先,选择了具有不同的烷烃类链长度的二溴代烷烃类添加剂,研究对PTB7:PC₇₁BM光伏器件性能的影响,以揭示溶剂添加剂性质、活性层... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

美国NREL公布的各种光伏电池在不同时间段的最佳能量转化效率

士研究生学位论文 常严重，造成较大的光电流损失。理想的共混薄膜形态不仅有利和空穴的传输提供良好的通道,如图 1.2 所示。理想的活性层形貌的规整性并且形成较为连续的互穿网络结构，以保证有足够多的效的解离。同时为了保证载流子在对应电极处的收，靠近阳极一阴极一端应是受体富集区域。目前，在实验室中有机光伏器件的方法。共混薄膜表面形貌除了受有机材料的物理特性决定外还受影响，比如给受体材料配比、溶剂选择、添加剂、退火等方面[6-9性层薄膜形态结构的方法。

图 1.2 理想器件活性层形态垂直相分离示意图[10, 11]1.3.1.1 溶剂选择溶剂加工成膜手段作为有机太阳能电池的一大优势决定了不同溶剂对活性层薄膜形貌有着较大的影响。器件最终的光电转换效率与溶剂性质密切相关，溶剂性质包括沸点、极性、挥发性和对材料的溶解性。同一材料选择不同溶剂会造成给受体两相的相分离和薄膜的形态有着较大的差异。因此，在制备器件时选择合适的溶剂就显得尤为重要。


本文编号：2953755