太陽能電池是有效利用太陽能的重要途徑之一,其中聚合物太陽能電池由于其具有質量輕,成本低,制備工藝簡單,可制備柔性器件等優(yōu)點而受到研究者們的廣泛關注。聚合物太陽能電池相對較低的能量轉換效率（PCE）是阻礙其商業(yè)化應用的重要因素。目前提高聚合物太陽能電池器件的能量轉換效率的幾種主要策略包括:設計合成新型的給/受體材料,調控活性層微觀形貌,優(yōu)化器件結構,界面工程等。其中,通過引入合適的界面材料修飾活性層/電極之間的界面實現(xiàn)界面工程是提高聚合物太陽能電池性能的簡單,有效的手段。本論文以聚合物太陽能電池的界面工程研究為出發(fā)點,集中于發(fā)展新型陰極界面材料以提高聚合物太陽能電池的能量轉換效率和穩(wěn)定性,主要開展了以下四個方面的工作:（1）通過簡單的“一鍋法”合成了醇溶性的乙醇胺功能化的富勒烯衍生物C60-ETA,并成功將其作為陰極界面層應用于正型聚合物太陽能電池中。在三種不同的活性層體系 PTB7-Th:PC71BM,PTB7:PC71BM 和 PBDTTT-C:PC71BM 中,C60-ETA作為陰極界面層時,器件的最高效率分別達到了 9.66%,8.51%和7.19%,相比于金屬鈣（Ca）作為陰極... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：150 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 聚合物太陽能電池的發(fā)展歷程
    1.3 聚合物太陽能電池的分類
        1.3.1 肖特基型聚合物太陽能電池
        1.3.2 雙層異質結聚合物太陽能電池
        1.3.3 體相異質結聚合物太陽能電池
        1.3.4 疊層聚合物太陽能電池
    1.4 聚合物太陽能電池的光電轉換過程
    1.5 聚合物太陽能電池材料
        1.5.1 電極材料
        1.5.2 活性層材料
        1.5.3 界面層材料
    1.6 聚合物太陽能電池器件制備
        1.6.1 前期準備工作
        1.6.2 聚合物太陽能電池的制備
    1.7 聚合物太陽能電池的表征
    1.8 本論文的研究思路和主要內容
    參考文獻
第二章 乙醇胺功能化富勒烯衍生物作為陰極界面層提高聚合物太陽能電池的效率
    2.1 前言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑
        2.2.2 電池器件制備
        2.2.3 循環(huán)伏安法和UV-Vis測試C_(60)-ETA的LUMO和HOMO能級
        2.2.4 測試與表征
    2.3 實驗結果與討論
        2.3.1 C_(60)-ETA作為陰極界面層對正型聚合物電池器件性能的影響
        2.3.2 C_(60)-ETA作為陰極界面層對器件性能的提升機理
    2.4 本章小結
    參考文獻
第三章 超薄層狀雙氫氧化物納米片作為陰極界面層提高反型聚合物太陽能電池的性能
    3.1 前言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑
        3.2.2 Mg_xAl-NO_3-LDH的合成
        3.2.3 電池器件的制備
        3.2.4 測試與表征
    3.3 實驗結果與討論
        3.3.1 不同Mg:Al比例的Mg_xAl-NO_3-LDH的制備及表征
        3.3.2 Mg_xAl-NO_3-LDH納米片作為CIL對電池器件性能的影響
        3.3.3 Mg_xAl-NO_3-LDH納米片作為CIL提升電池器件性能的機理
    3.4 本章小結
    參考文獻
第四章 銅-氮雙摻雜超薄碳納米片作為陰極界面層提高反型聚合物太陽能電池性能
    4.1 前言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑
        4.2.2 銅-氮摻雜超薄碳納米片的制備
        4.2.3 電池器件制備
        4.2.4 測試與表征
    4.3 實驗結構與討論
        4.3.1 銅-氮摻雜超薄碳納米片的基本表征
        4.3.2 銅-氮摻雜超薄碳納米片作為CIL對電池性能的影響
        4.3.3 銅-氮摻雜超薄碳納米片作為CIL提升器件性能的機理
    4.4 本章小結
    參考文獻
第五章 氨基-硅烷偶聯(lián)劑作為陰極界面層在反型聚合物太陽能電池中的應用
    5.1 前言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗試劑
        5.2.2 電池器件制備
        5.2.3 測試與表征
    5.3 實驗結果與討論
        5.3.1 氨基-硅烷偶聯(lián)劑蒸汽處理ITO玻璃基底對ITO的影響
        5.3.2 氨基-硅烷偶聯(lián)劑作為陰極界面層對電池器件性能的影響
        5.3.3 氨基-硅烷偶聯(lián)劑作為陰極界面層提升電池器件性能的機理
    5.4 本章小結
    參考文獻
第六章 總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 展望
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的其他研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Thermostable single-junction organic solar cells with a power conversion efficiency of 14.62%[J]. Hui Li,Zuo Xiao,Liming Ding,Jizheng Wang.  Science Bulletin. 2018(06)
[2]Towards a bright future: polymer solar cells with power conversion efficiencies over 10%[J]. Zhicheng Hu,Lei Ying,Fei Huang,Yong Cao.  Science China（Chemistry）. 2017(05)



本文編號：3186118