全共轭两亲性聚噻吩嵌段共聚物调控P3HT/ZnO杂化太阳能电池的性能研究

发布时间：2022-01-02 14:29

　　以共轭聚合物为电子给体,无机半导体纳米晶为电子受体构建的有机-无机杂化太阳能电池由于既保留了高分子材料良好的柔韧性、可加工性,质量轻、成本低等优点,同时又兼具无机半导体纳米晶电子迁移率高、良好的物理和化学稳定性、光学性能可调的特点,而成为研究热点。然而,由于共轭聚合物中激子扩散长度只有10-20nm,以及共轭聚合物电子给体和无机半导体纳米晶电子受体之间存在严重的化学不相容性,制约了杂化太阳能电池的光电转换效率。因此,形成纳米尺度上的互穿导电网络结构是提高杂化太阳能电池效率的关键。全共轭两亲性聚噻吩基嵌段共聚物具有优异的光电性能,同时其能自组装形成与激子扩散距离相当的、热力学稳定的有序微观结构,且能够有效调控给/受体杂化界面,改善无机纳米晶在聚合物基质中的分散性。基于以上考虑,本论文采用格氏置换聚合法合成了由半结晶性疏水的P3HT嵌段和亲水性的P3TEGT嵌段组成的全共轭两亲性嵌段共聚物:聚（3-己基噻吩）-嵌段-聚（3-三乙二醇-噻吩）（P3HT-b-P3TEGT）,并将其作为添加剂引入到聚（3-己基噻吩）（P3HT）/ZnO杂化太阳能电池的活化层中,探讨其加入量和嵌段比对P3HT/Z... 

【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

有机-无机杂化太阳能电池的工作原理

荷的传输和收集激子分离产生的自由的空穴以及电子分别处于共轭聚合物给受体相中，最后空穴和电子在内建电场的作用下分别在给体极和负极，最终被收集。而这一步有可能由于电子与空穴相成电荷的损失。化太阳能电池的基本性能参数太阳能电池与其他太阳能电池虽然光电转换的机理不同，但表征是类似的。杂化太阳能电池的性能一般用电流密度—电量转化效率（PCE），短路电流（Jsc），填充因子（FF），开路电化效率（IPCE）等相关参数来表征太阳能电池的性能，。杂化照条件下和有光照条件下的电流-电压曲线分别对应着图J-V线，如图 1.3 所示。该曲线可以表示出太阳能电池的输出特性以得到能量转化效率（PCE）。

第 1 章 引言碍了激子的分离与运输。在通过使用吡啶交换 TiO2表面的活性剂能电池的效率达到了 1.29%。杂化太阳能电池的效率在使用 9-蒽甲iO2表面的活性剂后达到了 1.7%。Lin[29]在 P3HT/TiO2杂化太阳能加入 N3 染料以及四羧基酞菁锌两种修饰层，如图 1.6 所示，研究发能中加入 N3 染料后的电流和填充因子都得到了提高，且效率达是因为加入染料后，改善了活性层微观形貌，促进了电荷的分离电荷发生复合的几率。Huan 等[30]对比了不同的表面活性剂取2杂化体系中 TiO2纳米棒的表面绝缘性质的活性剂油酸（：a）吡啶化后的寡聚噻吩（c）含有乙醚基的酞菁铜。结果显示，TiO2纳米的亲水性能降低，从而与共轭聚合物 P3HT 有更好的相容性，同时 的结晶，优化了器件性能。其中，经过羧酸功能化后的寡聚噻吩处 P3HT 之间的相互作用力得到大幅提高，器件的能量转化效率达

【参考文献】：
期刊论文
[1]ZnO纳米结构/聚合物杂化太阳能电池的研究进展[J]. 郭颖.  材料导报. 2012(17)



本文编号：3564344