多组分宽光谱有机太阳能电池性能研究
发布时间：2021-08-19 23:12
有机太阳能电池具有绿色无污染、成本低、质量轻、可大面积柔性制备等优点,已经成为新能源领域研究的重点。目前,基于非富勒烯小分子为受体材料的有机太阳能电池成为了研究的主要方向,其光电转化效率已经突破14%。但传统的二元异质结太阳能电池体系,因为其受限的光吸收范围和弱的光子捕获能力,导致光电转化效率较低。为了克服二元共混有机太阳能电池的缺陷,本文在此基础上设计了三元共混的太阳能电池体系,在原来二元异质结太阳能电池的基础上,通过掺入第三组分制备三元共混太阳能电池。第三组分材料具有拓宽吸收、改善电荷转移性能和形成梯度能级的作用,从而提高太阳能电池性能。基于此,本论文以拓宽器件光谱响应为切入点,采用三元共混策略提高太阳能电池光电转化效率。通过选择合适给/受体材料,拓展光子捕获范围;通过研究活性层及器件的光学、光谱学、形貌学、电学等特征,研究器件的工作原理。本论文的主要研究内容如下:1.设计合成了以萘硫基或苯硫基取代BDT为供电子单元,噻吩并吡咯二酮（TPD）为受体单元的新型有机聚合物光伏材料（PBDTNS-TPD与PBDTNS-TPD）,研究发现,基于萘硫基取代BDT单元的聚合物PBDTNS-TP...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１有机太阳能电池??
１．２有机太阳能电池的发展历程??有机太阳能电池发展至今，经历了三个不同的阶段，分别是（１）肖特基型??单层电池、（２）双层Ｄ／Ａ异质结电池、（３）?Ｄ／Ａ本体异质结电池，如图１．２所??示。目前人们主要研宄的是本体异质结太阳能电池，并在此基础之上对材料进行??结构上的调整和器件上的优化［７］。??－?Ｔｏｐ?６ｌ＆ｃ１＾ｒｏｄｌ６??Ｔ？？?Ｔｏｐ?６ｌｅｃｔｒ〇ｉｌ０?一??Ａｃｔｉｖｅ?ｌａｙｅｒ?＿Ｋ??ｒｔ＿ｃｅｐＴＯ——＿Ｋ?Ｄｏｎｏｒ／Ａｃｃｅｐｔｏｒ??ｉＴ５?ｉ）?Ｐｇｎｐｉ??ｒ＞??＾Ｖ?＿＿????Ｖ?＝：］ＩＣ：Ｚ—??Ｇｌａｓｓ?Ｇｌａｓｓ??（１）?（２）?（３）??图１．２有机太阳能电池器件结构??Ｋｅａｒｎｓ和Ｃａｌｖｉｎ于１９５８制备出第一代太阳能电池，他们用酞菁镁（ＭｇＰｃ）??作为光学活性层，这种单层器件也称为“肖特基型有机太阳能电池”，其器件存在??很多缺点：激子束缚能大、激子离化和分离难、激子易复合，导致光电转化效率??低，只有１％［８］。??柯达公司Ｔａｎｇ等人于１９８６年制备了给体材料为四羟基茈的衍生物（ＰＶ），??受体材料为酞菁铜（ＣｕＰｃ）的双层Ｄ／Ａ异质结电池，其光电转化效率达到了?１％［９］。??这项工作使太阳能电池研宄取得了突破性的进展
１．２有机太阳能电池的发展历程??有机太阳能电池发展至今，经历了三个不同的阶段，分别是（１）肖特基型??单层电池、（２）双层Ｄ／Ａ异质结电池、（３）?Ｄ／Ａ本体异质结电池，如图１．２所??示。目前人们主要研宄的是本体异质结太阳能电池，并在此基础之上对材料进行??结构上的调整和器件上的优化［７］。??－?Ｔｏｐ?６ｌ＆ｃ１＾ｒｏｄｌ６??Ｔ？？?Ｔｏｐ?６ｌｅｃｔｒ〇ｉｌ０?一??Ａｃｔｉｖｅ?ｌａｙｅｒ?＿Ｋ??ｒｔ＿ｃｅｐＴＯ——＿Ｋ?Ｄｏｎｏｒ／Ａｃｃｅｐｔｏｒ??ｉＴ５?ｉ）?Ｐｇｎｐｉ??ｒ＞??＾Ｖ?＿＿????Ｖ?＝：］ＩＣ：Ｚ—??Ｇｌａｓｓ?Ｇｌａｓｓ??（１）?（２）?（３）??图１．２有机太阳能电池器件结构??Ｋｅａｒｎｓ和Ｃａｌｖｉｎ于１９５８制备出第一代太阳能电池，他们用酞菁镁（ＭｇＰｃ）??作为光学活性层，这种单层器件也称为“肖特基型有机太阳能电池”，其器件存在??很多缺点：激子束缚能大、激子离化和分离难、激子易复合，导致光电转化效率??低，只有１％［８］。??柯达公司Ｔａｎｇ等人于１９８６年制备了给体材料为四羟基茈的衍生物（ＰＶ），??受体材料为酞菁铜（ＣｕＰｃ）的双层Ｄ／Ａ异质结电池，其光电转化效率达到了?１％［９］。??这项工作使太阳能电池研宄取得了突破性的进展
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ternary organic solar cells offer 14% power conversion efficiency[J]. Zuo Xiao,Xue Jia,Liming Ding. Science Bulletin. 2017(23)
[2]26mA cm-2 Jsc from organic solar cells with a low-bandgap nonfullerene acceptor[J]. Zuo Xiao,Xue Jia,Dan Li,Shizhe Wang,Xinjian Geng,Feng Liu,Junwu Chen,Shangfeng Yang,Thomas P.Russell,Liming Ding. Science Bulletin. 2017(22)
[3]有机太阳能电池材料近期进展(上)[J]. 刘佩华,田禾. 上海化工. 1999(11)
本文编号：3352315
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１有机太阳能电池??
１．２有机太阳能电池的发展历程??有机太阳能电池发展至今，经历了三个不同的阶段，分别是（１）肖特基型??单层电池、（２）双层Ｄ／Ａ异质结电池、（３）?Ｄ／Ａ本体异质结电池，如图１．２所??示。目前人们主要研宄的是本体异质结太阳能电池，并在此基础之上对材料进行??结构上的调整和器件上的优化［７］。??－?Ｔｏｐ?６ｌ＆ｃ１＾ｒｏｄｌ６??Ｔ？？?Ｔｏｐ?６ｌｅｃｔｒ〇ｉｌ０?一??Ａｃｔｉｖｅ?ｌａｙｅｒ?＿Ｋ??ｒｔ＿ｃｅｐＴＯ——＿Ｋ?Ｄｏｎｏｒ／Ａｃｃｅｐｔｏｒ??ｉＴ５?ｉ）?Ｐｇｎｐｉ??ｒ＞??＾Ｖ?＿＿????Ｖ?＝：］ＩＣ：Ｚ—??Ｇｌａｓｓ?Ｇｌａｓｓ??（１）?（２）?（３）??图１．２有机太阳能电池器件结构??Ｋｅａｒｎｓ和Ｃａｌｖｉｎ于１９５８制备出第一代太阳能电池，他们用酞菁镁（ＭｇＰｃ）??作为光学活性层，这种单层器件也称为“肖特基型有机太阳能电池”，其器件存在??很多缺点：激子束缚能大、激子离化和分离难、激子易复合，导致光电转化效率??低，只有１％［８］。??柯达公司Ｔａｎｇ等人于１９８６年制备了给体材料为四羟基茈的衍生物（ＰＶ），??受体材料为酞菁铜（ＣｕＰｃ）的双层Ｄ／Ａ异质结电池，其光电转化效率达到了?１％［９］。??这项工作使太阳能电池研宄取得了突破性的进展
１．２有机太阳能电池的发展历程??有机太阳能电池发展至今，经历了三个不同的阶段，分别是（１）肖特基型??单层电池、（２）双层Ｄ／Ａ异质结电池、（３）?Ｄ／Ａ本体异质结电池，如图１．２所??示。目前人们主要研宄的是本体异质结太阳能电池，并在此基础之上对材料进行??结构上的调整和器件上的优化［７］。??－?Ｔｏｐ?６ｌ＆ｃ１＾ｒｏｄｌ６??Ｔ？？?Ｔｏｐ?６ｌｅｃｔｒ〇ｉｌ０?一??Ａｃｔｉｖｅ?ｌａｙｅｒ?＿Ｋ??ｒｔ＿ｃｅｐＴＯ——＿Ｋ?Ｄｏｎｏｒ／Ａｃｃｅｐｔｏｒ??ｉＴ５?ｉ）?Ｐｇｎｐｉ??ｒ＞??＾Ｖ?＿＿????Ｖ?＝：］ＩＣ：Ｚ—??Ｇｌａｓｓ?Ｇｌａｓｓ??（１）?（２）?（３）??图１．２有机太阳能电池器件结构??Ｋｅａｒｎｓ和Ｃａｌｖｉｎ于１９５８制备出第一代太阳能电池，他们用酞菁镁（ＭｇＰｃ）??作为光学活性层，这种单层器件也称为“肖特基型有机太阳能电池”，其器件存在??很多缺点：激子束缚能大、激子离化和分离难、激子易复合，导致光电转化效率??低，只有１％［８］。??柯达公司Ｔａｎｇ等人于１９８６年制备了给体材料为四羟基茈的衍生物（ＰＶ），??受体材料为酞菁铜（ＣｕＰｃ）的双层Ｄ／Ａ异质结电池，其光电转化效率达到了?１％［９］。??这项工作使太阳能电池研宄取得了突破性的进展
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ternary organic solar cells offer 14% power conversion efficiency[J]. Zuo Xiao,Xue Jia,Liming Ding. Science Bulletin. 2017(23)
[2]26mA cm-2 Jsc from organic solar cells with a low-bandgap nonfullerene acceptor[J]. Zuo Xiao,Xue Jia,Dan Li,Shizhe Wang,Xinjian Geng,Feng Liu,Junwu Chen,Shangfeng Yang,Thomas P.Russell,Liming Ding. Science Bulletin. 2017(22)
[3]有机太阳能电池材料近期进展(上)[J]. 刘佩华,田禾. 上海化工. 1999(11)
本文编号：3352315
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3352315.html
教材专著
