高效三元有机太阳能电池的制备与机理研究
发布时间：2021-06-05 13:56
有机太阳能电池具有柔性、质量轻、可半透明、易于大规模制备等突出特点,是可再生绿色能源的重点研究方向之一。近年来高性能非富勒烯型有机半导体受体材料的出现极大地促进了有机太阳能电池的发展,有机太阳能电池的效率不断提升。除了设计合成新型给受体半导体材料,活性层的三元共混策略由于其能够拓展吸收光谱、调控活性层形貌等优点,被广泛采用制备有机太阳能电池和提高器件的能量转换效率。相比于二元共混有机太阳能电池器件,三元共混结构由于活性层的形貌和给受体分子间相互作用发生变化,体系中存在更复杂的电荷及能量转移路径,使得整个光电转换过程变得十分复杂,这给三元器件的机理研究和理论指导增加了难度。鉴于此,本论文主要针对三元共混体系有机太阳能电池,从第三组分对活性层的形貌以及光电转换过程的影响机制出发,较系统地研究了不同三元共混体系中第三组分对薄膜光学性质、电学性质、微观结构特性以及光电转换过程的影响,探讨了不同三元共混体系有机太阳能电池的工作机制和能量转换效率提升的原因。主要研究内容如下:1.研究了在二元非富勒烯共混体系PBDB-T:ITIC中加入少量PC71BM受体对其光伏性能的影响。通过对受体分子（ITIC...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２?（ａ）双分子复合和（ｂ）陷阱辅助复合示意图［ｕ］
?第一章绪论???４０＾?ＩＩ??．亮场?／??—暗场Ｉ?Ｉ??＾?２０－?ｉ??Ｉ?ｊ??旦????—７＾ｒ??－０?ＦＦ＝Ｐｍａｘ／（Ｖ〇ｃ＊Ｊｓｃ）?／??－２０?－?—卿＝」又??」ｓｃ??０．０?０．５?１．０??Ｖｏｌｔａｇｅ?（Ｖ）??图１．３有机太阳能电池在亮场和暗场下的Ｊ－Ｆ曲线。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?ｔｈｅ?／－＾ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｏｒｇａｎｉｃ?ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌｓ?ｕｎｄｅｒ?ｂｒｉｇｈｔ?ａｎｄ?ｂｌａｃｋ?ｆｉｅｌｄ．??除了活性层外，有机太阳能电池的结构还包括电极和界面层材料。无论是正??置器件还是倒置器件，其原理都是利用不同功函数的电极来提供内建电场，利用??阴极界面层收集电子、阻挡空穴，利用阳极界面层收集空穴、阻挡电子。??１．２．３经典材料体系??有机太阳能电池拥有着丰富多样的材料体系，在此我们给出了聚合物给体／??小分子受体的几种经典给体材料Ｐ３ＨＴ，?ＰＣＤＴＢＴ，Ｊ５１，?ＰＴＢ７－Ｔｈ，ＰＢＤＢ－Ｔ和??ＰＢＤＢ－ＴＦ?的分子结构式，和受体材料?ＰＣ６ＱＢＭ，?ＰＣ７ｉＢＭ，?ＩＴＩＣ，ＩＴ－４Ｆ，ＩＥＩＣＯ－４Ｆ，??０６Ｔ－４Ｆ和Ｙ６的分子结构式，如图１．４和图１．５所示。??６??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]有机太阳电池效率突破18%（英文）[J]. 刘启世,江宇凡,金柯,秦建强,许金桂,李文婷,熊骥,刘金凤,肖作,孙宽,杨上峰,张小涛,丁黎明. Science Bulletin. 2020(04)
[2]Enhanced intermolecular interactions to improve twisted polymer photovoltaic performance[J]. Cunbin An,Jingming Xin,Lanlan Shi,Wei Ma,Jianqi Zhang,Huifeng Yao,Sunsun Li,Jianhui Hou. Science China（Chemistry）. 2019(03)
本文编号：3212293
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２?（ａ）双分子复合和（ｂ）陷阱辅助复合示意图［ｕ］
?第一章绪论???４０＾?ＩＩ??．亮场?／??—暗场Ｉ?Ｉ??＾?２０－?ｉ??Ｉ?ｊ??旦????—７＾ｒ??－０?ＦＦ＝Ｐｍａｘ／（Ｖ〇ｃ＊Ｊｓｃ）?／??－２０?－?—卿＝」又??」ｓｃ??０．０?０．５?１．０??Ｖｏｌｔａｇｅ?（Ｖ）??图１．３有机太阳能电池在亮场和暗场下的Ｊ－Ｆ曲线。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?ｔｈｅ?／－＾ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｏｒｇａｎｉｃ?ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌｓ?ｕｎｄｅｒ?ｂｒｉｇｈｔ?ａｎｄ?ｂｌａｃｋ?ｆｉｅｌｄ．??除了活性层外，有机太阳能电池的结构还包括电极和界面层材料。无论是正??置器件还是倒置器件，其原理都是利用不同功函数的电极来提供内建电场，利用??阴极界面层收集电子、阻挡空穴，利用阳极界面层收集空穴、阻挡电子。??１．２．３经典材料体系??有机太阳能电池拥有着丰富多样的材料体系，在此我们给出了聚合物给体／??小分子受体的几种经典给体材料Ｐ３ＨＴ，?ＰＣＤＴＢＴ，Ｊ５１，?ＰＴＢ７－Ｔｈ，ＰＢＤＢ－Ｔ和??ＰＢＤＢ－ＴＦ?的分子结构式，和受体材料?ＰＣ６ＱＢＭ，?ＰＣ７ｉＢＭ，?ＩＴＩＣ，ＩＴ－４Ｆ，ＩＥＩＣＯ－４Ｆ，??０６Ｔ－４Ｆ和Ｙ６的分子结构式，如图１．４和图１．５所示。??６??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]有机太阳电池效率突破18%（英文）[J]. 刘启世,江宇凡,金柯,秦建强,许金桂,李文婷,熊骥,刘金凤,肖作,孙宽,杨上峰,张小涛,丁黎明. Science Bulletin. 2020(04)
[2]Enhanced intermolecular interactions to improve twisted polymer photovoltaic performance[J]. Cunbin An,Jingming Xin,Lanlan Shi,Wei Ma,Jianqi Zhang,Huifeng Yao,Sunsun Li,Jianhui Hou. Science China（Chemistry）. 2019(03)
本文编号：3212293
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