有机太阳能电池的界面和结构/性能优化研究

发布时间：2021-09-15 06:27

　　有机太阳能电池制备工艺简单、材料来源广泛、可通过改进制备工艺实现柔性和卷对卷生产等特点使其备受研究者们的关注。当前,提高器件性能、降低生产成本以及大规模生产是有机太阳能电池可商业化的重要问题。本文针对有机太阳能电池的界面、结构/性能优化进行了研究,旨在揭示器件性能提高机制。论文从以下四点进行展开:（1）基于铜钛菁:富勒烯（CuPc:C60）体系有机太阳能电池的阳极修饰。为了研究阳极修饰对器件性能的影响,我们用真空蒸镀法引入CuPc,MoO₃,HPCzI和掺杂MoO₃的HPCzI作为器件的阳极修饰层。其中,HPCzI由我们实验室设计合成,且在之前的研究中首次用作OPV器件的阳极修饰。结果表明掺杂25%MoO₃的HPCzI层做阳极修饰层时,器件效率达到最大。能级分析表明HPCzI与ITO有更好的能级匹配,从而可以提高空穴提取效率。对电荷传输性能的研究发现HPCzI中掺杂MoO₃后能够明显提高空穴传输能力,这进一步解释了器件性能提高的原因。（2）基于聚3-烷基噻吩:富勒烯衍生物（P3HT:PC60BM）体... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

（a）世界一次能源占比，（b）2035年世界能源消费比例预测

图 1.2 有机太阳能电池工作机理示意图最高占据轨道（HOMO）和最低空置轨道（LUMO）的能量差值能量大于能隙时，给体分子被激发，电子从 HOMO 轨道跃迁至 轨道上形成一个空穴。当空穴和电子互相束缚形成电子-空穴料分子间作用力比较小，处于激发态的电子空穴对被定域化介电常数较低（ r≈ 2-4）[21]，使得其中电子-空穴对的束缚V[22, 23]。激子是不稳定物种，在其寿命内可以通过能量传递和件中激子的有效扩散长度约为 5-20 nm[24, 25]，因此，在有机将其转换成电荷。

士研究生学位论文 更多个基于不同带隙半导体的子电池互相堆叠组成，通过拓宽高效率。器件结构如图 1.3（c）。理想情况下，前、后电池半0 eV 时，所得的串联电池效率可以超过 15%，包含三个子电池浓度器件结构能电池活性层中有适当的浓度梯度，即在阳极附近给体材料富更有利于载流子的传输和收集，如图 1.3（d）。通过热退火、料等方法可以实现垂直于基板方向的梯度相分离[31-33]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]利用阴极修饰层提高有机光伏电池的性能及稳定性[J]. 印寿根,杨利营,许新蕊,秦文静.  发光学报. 2012(03)



本文编号：3395575