基于非共轭聚电解质的廉价电子传输层的制备与性能研究

发布时间：2023-05-17 22:12

　　聚合物太阳能电池(PSCs)由于其质量轻、具有柔性、可溶液加工和加工成本低等优点成为了目前的研究热点。经过数十年的研究,新的光活性层材料和界面材料的设计合成,以及制备工艺不断的改进,促使PSCs的光电转化效率(PCE)已经突破了16%,这已经接近商业化应用的要求。其中,界面工程对于PSCs的器件性能有着不可或缺的作用,通过合理化设计界面材料可以调节电极功函数,改善光活性层/界面间的接触,提高电荷收集和传输的效率。本文利用低成本的小分子通过简单的一步合成了两种非共轭聚合物,并将其用作PSCs中的电子传输层(ETLs),研究了这两种聚合物的结构对其电子传输和PSCs的光伏性能的影响。具体内容如下:1、将五甲基二乙烯三胺(PMDETA)分别与1-溴丁烷(Br Bu)和1,8-二溴辛烷(DBO)通过季铵化反应合成了小分子季铵盐PMDETA-Br Bu和聚电解质PMDETA-DBO,分别以PMDETA、PMDETA-Br Bu和PMDETA-DBO作为ETLs,以PTB7-Th:PC₇₁BM为光活性层,制备反式PSCs器件,详细研究ETLs的化学结构与其电子传输性能和PSC...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 聚合物太阳能电池的简介
        1.2.1 聚合物太阳能电池的器件结构
        1.2.2 聚合物太阳能电池工作机理
        1.2.3 聚合物太阳能电池的主要参数
    1.3 界面修饰层在聚合物太阳能电池中的作用
        1.3.1 调节电极功函数
        1.3.2 提高电极电荷的选择
        1.3.3 改善光活性层的形貌
        1.3.4 保护光活性层
        1.3.5 影响光活性层的光场分布
    1.4 界面修饰材料的概述
        1.4.1 空穴传输层材料
        1.4.2 电子传输层材料
    1.5 厚度耐受性电子传输材料用于聚合物太阳能电池
    1.6 本论文的设计思想和研究内容
第2章 具有三维导电网络结构的电子传输材料
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 电子传输材料的制备
        2.2.2 聚合物太阳能电池的反式器件制备
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 材料的成分
        2.3.2 材料的光学性能
        2.3.3 材料的薄膜形貌分析
        2.3.4 材料的表面功函数
        2.3.5 材料的电子迁移率
        2.3.6 聚合物太阳能电池的光伏性能及表征
        2.3.7 器件的激子分离和复合
    2.4 本章小结
第三章 侧基结构对电子传输层的器件性能影响
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 材料的合成
        3.2.2 电子传输层的制备
        3.2.3 聚合物太阳能电池的反式器件的制备
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 材料的光学性能
        3.3.2 材料的薄膜形态
        3.3.3 材料的功函数
        3.3.4 材料的迁移率
        3.3.5 聚合物太阳能电池的光伏性能和表征
        3.3.6 器件的激子分离和复合
        3.3.7 ETLs在非富勒烯PSCs器件中的应用
    3.4 本章小结
总结和展望
参考文献
致谢
附录 A 实验所需试剂和药品规格和来源
附录 B 实验仪器及测试方法
在校期间发表论文的情况



本文编号：3818097