基于磺酸根抗衡离子的阳离子聚电解质的制备与性能研究

发布时间：2024-04-09 00:55

　　聚合物太阳能电池(PSCs)由于其作为清洁能源的潜在应用以及大面积制造的可能性而受到广泛关注。其中,电子传输层(ETL)是PSCs中实现有效电子提取和电子传输的重要组件,因而对改善PSCs的性能发挥了关键作用。本论文首次将基于磺酸根抗衡离子的阳离子聚电解质作为ETL用于PSCs,并且探讨不同的烷基磺酸根抗衡离子对材料性能的影响。主要包括两个方面:1、制备了基于甲基磺酸根(PEIE-MSB)、碘离子(PEIE-DIB)和氢氧根离子(PEIE-OH)阳离子聚电解质。将这三种材料分别作为PSCs的ETL,制备反向PSCs器件(活性层为PTB7-Th:PC₇₁BM),并研究材料和器件的光伏性能。其中基于PEIE-MSB的器件性能最为优异,PCE为10.30%;而基于PEIE-DIB和PEIE-OH的器件PCE分别为9.72%和10.07%。研究结果表明,基于PEIE-MSB的光活性层表现出了更好的纳米相形貌和界面接触,以及更少的界面缺陷,故其电子传输性能要优于PEIE-DIB和PEIE-OH。将PEIE-MSB应用在PM6:IT–4F和PM6:Y6作为活性层的反向PSCs...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1聚合物太阳能电池发展历程

湘潭大学硕士论文2的能量转换效率（PCE）已经超过16%，串联电池达到了17%[4-7]。我们可以说，PSCs进行商业化生产大规模应用的日子可能不再遥远。图1.1聚合物太阳能电池发展历程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经过了近二十年的发展，PSCs....

图1.3（a）正向器件及（b）反向器件的结构示意图

O）作为正极，蒸镀的金属电极作为负极，而反向器件则相反。根据正向/反向器件的结构特点，器件中的界面修饰层也会有所变化。正向器件中修饰ITO的为HTL，一般是PEDOT:PSS，而ETL夹在活性层与金属电极之间，一般是LiF、Ca等。而反向器件中修饰ITO的为ETL，目前用的最多的....

图1.4聚合物太阳能电池的光电转换机理示意图

湘潭大学硕士论文5轨道。（4）电荷的传输：分离后的自由电子和空穴分别沿受体和给体材料传输。在这个传输过程中，由于双分子复合和陷阱捕获的原因，电子和空穴都会有所损耗，使得电荷传输性能下降。（5）电荷的收集及电流的产生：电子和空穴分别传输至ETL和HTL，然后被负极和正极收集，从而形....

图1.5聚合物太阳能电池的标准J-V曲线

湘潭大学硕士论文5轨道。（4）电荷的传输：分离后的自由电子和空穴分别沿受体和给体材料传输。在这个传输过程中，由于双分子复合和陷阱捕获的原因，电子和空穴都会有所损耗，使得电荷传输性能下降。（5）电荷的收集及电流的产生：电子和空穴分别传输至ETL和HTL，然后被负极和正极收集，从而形....

本文编号：3949067