【摘要】：由于全球能源需求持續(xù)上升、化石燃料儲(chǔ)量急劇下降以及燃燒化石燃料會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染,因此綠色無污染的可持續(xù)再生能源越來越得到人們的重視。而作為新一代光伏技術(shù),有機(jī)太陽能電池在最近幾年取得了飛快的發(fā)展。目前,單節(jié)的有機(jī)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)超過10%,多層活性層結(jié)構(gòu)的電池效率也已接近12%。除了電池的光電轉(zhuǎn)換效率還需進(jìn)一步提升之外,另一個(gè)限制其商業(yè)化進(jìn)程的重要因素就是電池器件的穩(wěn)定性。因此,本論文從提高有機(jī)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性兩個(gè)角度出發(fā),去尋找新的、性能更高、穩(wěn)定性更好的金屬電極以及合適的界面修飾層。1.研究以A1為電極的有機(jī)太陽能電池的開路電壓隨著時(shí)間而增加至最大值的現(xiàn)象。我們認(rèn)為這是由于A1與空氣中的水蒸氣和氧氣發(fā)生了反應(yīng),生成了 AlOx。而且在AlOx產(chǎn)生的初期,即其厚度很薄的時(shí)候,它對電池性能和穩(wěn)定性具有提升作用。這主要是由于AlOx薄膜可以調(diào)節(jié)A1電極的功函數(shù);增強(qiáng)電池的內(nèi)建電場,提高開路電壓;優(yōu)化A1/MoO3界面接觸質(zhì)量,有利于電池填充因子FF的提升;還可以抑制A1原子擴(kuò)散到活性層,增強(qiáng)電池的穩(wěn)定性。但是隨著氧氣和水蒸氣的不斷侵蝕,AlOx的厚度會(huì)持續(xù)增加,導(dǎo)致其絕緣特性凸顯,使得電池的串聯(lián)電阻增加,性能下降。因此,我們采用新型銀鋁合金電極材料來取代A1電極,通過降低電極中A1的含量來阻止AlOx厚度的持續(xù)增加。2.采用新型銀鋁合金材料來提升有機(jī)聚合物太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性。與相同結(jié)構(gòu)的Al、Ag電極器件相比,以AgAl為電極的器件表現(xiàn)出更高的效率以及更好的穩(wěn)定性。這主要是因?yàn)锳gAl在繼承了 A1和Ag二者優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),又抑制了它們各自的缺點(diǎn):AgAl可以在AgAl/MoO3界面形成的一層很薄的AlOx,其能夠有效抑制Ag原子擴(kuò)散進(jìn)入有機(jī)活性層,進(jìn)而提升電池器件的穩(wěn)定性;而且由于AgAl中A1的含量只有3%,這樣也可以阻止AlOx厚度的持續(xù)增加。此外,AlOx薄膜還能夠幫助器件形成熱穩(wěn)定的有機(jī)層/電極接觸面,阻止水蒸氣的侵蝕,提升電池的穩(wěn)定性。3.采用界面修飾的方法來改善有機(jī)太陽能電池中界面的接觸質(zhì)量。厚度為0.7 nm的LiF可以有效地改善ITO/ZnO的接觸質(zhì)量;減少ITO表面的針孔缺陷,降低電池暗電流;有助于提高載流子的傳輸和收集。此外,A1摻雜ZnO可增強(qiáng)ZnO薄膜的導(dǎo)電性以及改善其薄膜形態(tài),進(jìn)而提升器件的Jsc和FF;而且AZO還能夠增強(qiáng)器件的抗紫外能力,減緩電池在光照下的衰減,延長其壽命。
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM914.4

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

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2 Feng Zhu;Xiaohong Chen;Zhe Lu;Jiaxiang Yang;Sumei Huang;Zhuo Sun;;Efficiency Enhancement of Inverted Polymer Solar Cells Using Ionic Liquid-functionalized Carbon Nanoparticles-modified ZnO as Electron Selective Layer[J];Nano-Micro Letters;2014年01期

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本文編號(hào)：2529728