富勒烯界面材料在有机太阳能电池中的应用

发布时间：2021-05-11 20:59

　　有机太阳能电池作为太阳光转化的媒介,具有质量轻,制造成本低,可以通过卷对卷技术大面积制备等优点,从而引起人们的广泛关注。在过去的几十年里,单结有机太阳能电池有明显的进步,已认证的光电转换效率突破了13%。然而由于其本身结构造成的能级不匹配,以及不平衡的载流子迁移率,严重限制了其进一步的发展。为了解决这一限制,一个有效的策略是在电极和活性层之间引入界面材料,最终实现一个高的光电转换效率。在本文中,合成了几种富勒烯衍生物,并作为界面材料应用在有机太阳能电池中,探究了分子结构与太阳能电池性能之间的关系。具体内容如下:合成了具有不同加成数目的富勒烯衍生物,作为电子传输层应用在有机太阳能电池中,提高电池性能。对于PBDB-T:ITIC-M电池,电池效率从6.21%提高到12.20%;而在PTB7-Th:PC₇₁BM电池中,使用Tri-EMC₆₀作为界面材料,电池效率从5.83%提高到了9.79%。通过对PBDB-T:ITIC-M系统的研究,发现EMC₆₀能够有效的优化能级结构,减少界面接触电阻,提高电子提取能力,从而提高电池性能。... 

【文章来源】：辽宁大学辽宁省 211工程院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 引言
    1.1 概述
    1.2 有机太阳能电池简介
        1.2.1 有机太阳能电池的结构
        1.2.2 有机太阳能电池的工作原理
        1.2.3 有机太阳能电池的性能参数
    1.3 有机太阳能电池界面层的研究进展
        1.3.1 空穴传输层
        1.3.2 电子传输层
    1.4 富勒烯界面材料在有机太阳能电池中的研究进展
        1.4.1 有机酸类富勒烯界面材料
        1.4.2 醇、酯基类富勒烯界面材料
        1.4.3 氨基、季铵盐类富勒烯界面材料
        1.4.4 交联基团的富勒烯界面材料
    1.5 本论文的选题意义及研究内容
第2章 富勒烯衍生物加成数目对光伏性能的影响
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料、试剂
        2.2.2 主要仪器
        2.2.3 化合物EMC_(60)的合成
        2.2.4 EMC_(60)电化学性质的测试
        2.2.5 电池的制备与表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 EMC_(60)电化学性质的研究
        2.3.2 EMC_(60)导电性能的研究
        2.3.3 EMC_(60)形貌的研究
        2.3.4 EMC_(60)对电池性能的影响
        2.3.5 EMC_(60)对阴极表面功函的影响
        2.3.6 EMC_(60)对电池激子解离的影响
        2.3.7 EMC_(60)对界面复合的影响
        2.3.8 EMC_(60)对电池吸光性能的影响
        2.3.9 EMC_(60)对PTB7-Th：PC71BM电池性能的影响
    2.4 本章小结
第3章 富勒烯衍生物取代基对光伏性能的影响
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料、试剂
        3.2.2 主要仪器
        3.2.3 化合物FPI-A和FPI-E的合成
        3.2.4 电池的制备与表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 FPI-E、FPI-A的性质研究
        3.3.2 FPI-E、FPI-A形貌的研究
        3.3.3 ZnO/FPI-E和ZnO/FPI-A的电子迁移率
        3.3.4 FPI-E、FPI-A对PTB7-Th：PC_(71)BM电池性能的影响
        3.3.5 FPI-E、FPI-A对电池激子解离的影响
        3.3.6 ZnO/FPI-A和ZnO/FPI-E电池阻抗谱的研究
        3.3.7 ZnO/FPI-A和ZnO/FPI-E电池重复性测试
        3.3.8 ZnO/FPI-A和ZnO/FPI-E电池稳定性测试
    3.4 本章小结
第4章 结论
致谢
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及参加科研情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]富勒烯类界面修饰材料在聚合物太阳能电池中的应用[J]. 赵富稳,蒋礼,王春儒.  中国科学:化学. 2016(10)



本文编号：3182098