利用光电子能谱研究聚合物太阳能电池中阴极界面层的工作机理

发布时间：2021-06-17 14:53

　　聚合物太阳能电池（PSCs）由于其重量轻,材料来源广泛,可全溶液加工,制作工艺简单并且可以制成柔性的大面积器件等优点,吸引了越来越多研究者的关注。目前,单节PSCs的能量转换效率（PCE）已经达到了13%并且具有良好的环境稳定性。为了提高器件的性能,许多研究者在新材料合成,器件结构优化,活性层形貌调控以及界面修饰等方面做了大量工作。在界面修饰方面,主要是通过在活性层与电极之间引入界面层来改善活性层与电极之间的界面接触,增加电荷的抽取效率。虽然我们已经在PSCs的阴极界面修饰方面已经做了很多工作,但对于阴极/阴极界面层/活性层这样一个复杂界面在电子结构及化学结构的认识还不是特别清晰。紫外光电子能谱（UPS）和X射线光电子能谱（XPS）技术已经被证实是研究有机半导体界面能级排列及界面化学的重要表征手段。因此本论文除了使用阴极界面材料金属酞菁衍生物和喹吖啶酮衍生物提升PSCs器件性能以外,还利用UPS/XPS对PSCs中界面电子结构和化学结构进行了系统的研究,主要内容如下:1.绪论部分综述了PSCs的发展历程、工作机理,器件结构与性能表征及光伏材料的发展等。2.第二章主要介绍了光电子能谱学,... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

有机太阳能电池中光电转换过程示意图

图 1.2 OPV 器件的基本结构示意图。2.3 有机太阳能电池光伏材料2.3.1 给体光伏材料光伏材料是聚合物太阳能电池（PSCs）中最重要组成部分，包括给体材料和体材料，给体材料主要分为聚合物和小分子（图1.3）。高效给体光伏材料需要有：良好的溶解性和成膜性，在可见-近红外区有宽而强的吸收，较高的空穴迁率，在激子能够有效电荷分离的条件下有较低的HOMO能级等。目前，人们已开发了一系列效率接近或超过10%的聚合物和小分子给体材料[30-37]，其中聚合给体材料从“全给体”特性的聚对亚苯基亚乙烯（PPV）、聚噻吩及其衍生物，步发展到窄带隙、宽吸收的D-A共轭聚合物[38]。在D-A共轭聚合物方面，主要中于始受体单元的设计合成，以及异相聚合物链内电荷传输、分子链聚集、迁

1.2.3.1 给体光伏材料光伏材料是聚合物太阳能电池（PSCs）中最重要组成部分，包括给体材料和受体材料，给体材料主要分为聚合物和小分子（图1.3）。高效给体光伏材料需要具有：良好的溶解性和成膜性，在可见-近红外区有宽而强的吸收，较高的空穴迁移率，在激子能够有效电荷分离的条件下有较低的HOMO能级等。目前，人们已经开发了一系列效率接近或超过10%的聚合物和小分子给体材料[30-37]，其中聚合物给体材料从“全给体”特性的聚对亚苯基亚乙烯（PPV）、聚噻吩及其衍生物，逐步发展到窄带隙、宽吸收的D-A共轭聚合物[38]。在D-A共轭聚合物方面，主要集中于始受体单元的设计合成

【参考文献】：
期刊论文
[1]紫外光电子能谱与分子轨道[J]. 王殿勋.  化学通报. 1981(07)



本文编号：3235406