有机太阳电池n-型阴极界面材料的合成及光伏性能研究
发布时间：2023-04-08 03:52
为了解决化石能源短缺的问题,科研工作者开始探索新能源。太阳能作为取之不尽、用之不竭的可再生能源,引起了研究者地广泛关注。目前,直接将太阳能转化为电能的光电转换技术是最有效利用太阳能的技术。有机太阳电池相对于无机太阳电池来说,具有可低温溶液加工、成本低和质量轻等优点,而界面材料作为提高器件性能的重要材料,引起了研究的热潮。n-型阴极界面材料因其优异的电子传输性能,具有应用于大面积器件制备的优势。本论文的工作围绕n-型阴极界面材料展开,通过选用不同的给体单元、受体单元和极性基团,研究界面材料的性能。在第二章中,我们将带有季铵极性基团的三嗪单元通过炔桥分别与卟啉环和氨基芴相连接,合成了两个小分子界面材料TEH-ZnP-ET-TAZ-Br和FN-ET-TAZ-Br。在PTB7:PC71BM体系中,以FN-ET-TAZ-Br和TEH-ZnP-ET-TAZ-Br作为阴极界面材料,器件的光电转换效率分别为6.82%和7.87%,明显高于无界面层器件的效率(4.17%)。研究表明,扩大共轭环可以协调分子的电子传输性能,提高电荷传输性能,从而提高器件的性能。在第三章中,我们以卟啉环...
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 有机太阳电池简介
1.2.1 有机太阳电池的发展历程
1.2.2 有机太阳电池的工作原理
1.2.3 有机太阳电池的性能参数
1.3 界面材料在有机太阳电池中的作用
1.3.1 有机/电极界面的能级调节
1.3.2 提高电荷传输和电极选择性
1.3.3 调节本体异质结的形貌和提高器件稳定性
1.4 有机太阳电池小分子阴极界面材料的研究进展
1.4.1 中性共轭小分子阴极界面材料
1.4.1.1 P-型中性共轭小分子阴极界面
1.4.1.2 N-型中性共轭小分子阴极界面
1.4.2 小分子电解质阴极界面材料
1.4.3 小分子两性离子阴极界面材料
1.5 本论文的研究内容和创新之处
1.5.1 本论文的研究内容
1.5.2 本论文的创新之处
第二章 基于三嗪单元的阴极界面材料的合成及光伏性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 试剂与原料
2.2.2 表征设备及仪器
2.2.3 中间体的合成
2.2.4 目标产物的合成
2.3 结果与讨论
2.3.1 目标产物的合成与表征
2.3.2 目标产物的光学特性
2.3.3 目标产物的伏安特性
2.3.4 目标产物的光伏性能研究
2.3.4.1 器件电流-电压(J-V)曲线的研究
2.3.4.2 器件外量子效率EQE的研究
2.3.4.3 器件暗电流特性的研究
2.4 本章小结
第三章 基于卟啉的n-型阴极界面材料的合成及光伏性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 试剂与原料
3.2.2 表征设备及仪器
3.2.3 中间体的合成
3.2.4 目标产物的合成
3.3 结果与讨论
3.3.1 目标产物的合成与表征
3.3.2 目标产物的光学特性
3.3.3 目标产物的伏安特性
3.3.4 目标产物的光伏性能研究
3.3.4.1 器件电流-电压(J-V)曲线的研究
3.3.4.2 器件外量子效率EQE的研究
3.3.4.3 器件暗电流特性的研究
3.4 本章小结
第四章 菲啰啉类n-型阴极界面材料的合成及光伏性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 试剂与原料
4.2.2 表征设备及仪器
4.2.3 中间体的合成
4.2.4 目标产物的合成
4.3 结果与讨论
4.3.1 目标产物的合成与表征
4.3.2 目标产物的光学特性
4.3.3 目标产物的伏安特性
4.3.4 目标产物的光伏性能研究
4.3.4.1 器件电流-电压(J-V)曲线的研究
4.3.4.2 器件外量子效率EQE的研究
4.3.4.3 器件光生电流特性的研究
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
本文编号：3785948
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 有机太阳电池简介
1.2.1 有机太阳电池的发展历程
1.2.2 有机太阳电池的工作原理
1.2.3 有机太阳电池的性能参数
1.3 界面材料在有机太阳电池中的作用
1.3.1 有机/电极界面的能级调节
1.3.2 提高电荷传输和电极选择性
1.3.3 调节本体异质结的形貌和提高器件稳定性
1.4 有机太阳电池小分子阴极界面材料的研究进展
1.4.1 中性共轭小分子阴极界面材料
1.4.1.1 P-型中性共轭小分子阴极界面
1.4.1.2 N-型中性共轭小分子阴极界面
1.4.2 小分子电解质阴极界面材料
1.4.3 小分子两性离子阴极界面材料
1.5 本论文的研究内容和创新之处
1.5.1 本论文的研究内容
1.5.2 本论文的创新之处
第二章 基于三嗪单元的阴极界面材料的合成及光伏性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 试剂与原料
2.2.2 表征设备及仪器
2.2.3 中间体的合成
2.2.4 目标产物的合成
2.3 结果与讨论
2.3.1 目标产物的合成与表征
2.3.2 目标产物的光学特性
2.3.3 目标产物的伏安特性
2.3.4 目标产物的光伏性能研究
2.3.4.1 器件电流-电压(J-V)曲线的研究
2.3.4.2 器件外量子效率EQE的研究
2.3.4.3 器件暗电流特性的研究
2.4 本章小结
第三章 基于卟啉的n-型阴极界面材料的合成及光伏性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 试剂与原料
3.2.2 表征设备及仪器
3.2.3 中间体的合成
3.2.4 目标产物的合成
3.3 结果与讨论
3.3.1 目标产物的合成与表征
3.3.2 目标产物的光学特性
3.3.3 目标产物的伏安特性
3.3.4 目标产物的光伏性能研究
3.3.4.1 器件电流-电压(J-V)曲线的研究
3.3.4.2 器件外量子效率EQE的研究
3.3.4.3 器件暗电流特性的研究
3.4 本章小结
第四章 菲啰啉类n-型阴极界面材料的合成及光伏性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 试剂与原料
4.2.2 表征设备及仪器
4.2.3 中间体的合成
4.2.4 目标产物的合成
4.3 结果与讨论
4.3.1 目标产物的合成与表征
4.3.2 目标产物的光学特性
4.3.3 目标产物的伏安特性
4.3.4 目标产物的光伏性能研究
4.3.4.1 器件电流-电压(J-V)曲线的研究
4.3.4.2 器件外量子效率EQE的研究
4.3.4.3 器件光生电流特性的研究
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
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