本文關(guān)鍵詞：界面修飾和器件結(jié)構(gòu)對(duì)有機(jī)太陽能電池的影響研究

  更多相關(guān)文章： 有機(jī)太陽能電池 UV光處理 器件結(jié)構(gòu) 界面修飾層

【摘要】：有機(jī)太陽電池具有無可媲美的全固態(tài)、柔性大面積、低成本制備等突出優(yōu)點(diǎn),目前成為國(guó)際上清潔可再生能源研究領(lǐng)域的一個(gè)重點(diǎn)研究方向。有機(jī)太陽電池的器件結(jié)構(gòu)中,電池活性層和電極之間的相界面結(jié)合態(tài)會(huì)直接決定器件的效率和穩(wěn)定性。因此,界面工程成為了提升有機(jī)太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率的有效途徑和關(guān)鍵因素。本文通過選擇界面修飾材料、改進(jìn)器件結(jié)構(gòu)及優(yōu)化器件工藝,實(shí)現(xiàn)有機(jī)太陽能電池器件性能的提高。本論文具體工作包含以下幾個(gè)方面:(1)UV處理對(duì)基于P3HT:PCBM的有機(jī)太陽能電池性能的影響在活性層P3HT:PCBM進(jìn)行熱退火前,在惰性氣體環(huán)境中使用UV光對(duì)活性層進(jìn)行處理。根據(jù)透射電子顯微鏡的圖像觀察到活性層的聚合態(tài)尺寸在受到UV照射后增加。X射線衍射和原子力顯微鏡表征表明,UV照射可改善P3HT相的結(jié)晶度,并且能優(yōu)化活性層的粗糙度。OPV器件性能測(cè)試的結(jié)果表明適當(dāng)時(shí)間的UV光照可以提高OPV器件的性能,其中OPV器件的最大能量轉(zhuǎn)換效率從3.5%提高到4.5%。(2)器件MoO_3和PEDOT:PSS作為陽極界面修飾材料對(duì)于小分子OPV的影響通過對(duì)OPV器件的活性層表面形貌、外部量子轉(zhuǎn)換效率的分析和對(duì)制備的OPV器件進(jìn)行性能測(cè)試,發(fā)現(xiàn)使用MoO_3的OPV器件的開路電壓和填充因子較使用PEDOT:PSS的OPV器件均有提升。并且通過原子力顯微鏡AFM圖像觀察發(fā)現(xiàn),活性層制備在MoO_3上比在PEDOT:PSS上的表面更平滑,對(duì)于OPV器件的性能有更好的提升,特別是提高了OPV器件能量轉(zhuǎn)換效率。(3)器件結(jié)構(gòu)對(duì)基于DIP:C60的小分子OPV性能的影響研究有機(jī)小分子太陽能電池的兩種器件結(jié)構(gòu)的性能差別。通過比較制備出的OPV器件性能,發(fā)現(xiàn)摻雜結(jié)構(gòu)OPV器件的性能較佳,其能量轉(zhuǎn)換效率比平面結(jié)構(gòu)OPV器件高出了近43%。在此基礎(chǔ)上,分別使用BPhen和Alq_3作為陰極緩沖層制備平面結(jié)構(gòu)OPV器件和摻雜結(jié)構(gòu)OPV器件。對(duì)于平面結(jié)構(gòu)OPV器件,存在Alq_3的厚度最優(yōu)值,其制備的OPV器件的效率比使用BPhen的OPV器件要高近24%。但是在摻雜結(jié)構(gòu)OPV器件中,使用BPhen作為陰極緩沖層對(duì)于OPV器件性能的提升效果優(yōu)于Alq_3。
【關(guān)鍵詞】：有機(jī)太陽能電池 UV光處理 器件結(jié)構(gòu) 界面修飾層
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 專用術(shù)語注釋表9-10
• 第一章 緒論10-27
• 1.1 引言10
• 1.2 太陽能電池的發(fā)展及現(xiàn)狀10-13
• 1.3 有機(jī)太陽能電池和無機(jī)太陽能電池的差別13-14
• 1.4 有機(jī)太陽能電池的工作原理14-16
• 1.5 有機(jī)太陽能電池結(jié)構(gòu)16-19
• 1.5.1 單層Schottky（肖特基）結(jié)構(gòu)有機(jī)太陽能電池16-17
• 1.5.2 雙層異質(zhì)結(jié)有機(jī)太陽能電池17
• 1.5.3 本體異質(zhì)結(jié)有機(jī)太陽能電池17-18
• 1.5.4 疊層結(jié)構(gòu)有機(jī)太陽能電池18
• 1.5.5 傳統(tǒng)正型/倒置結(jié)構(gòu)有機(jī)太陽能電池18-19
• 1.6 有機(jī)太陽能電池的材料19-23
• 1.6.1 電極材料19-20
• 1.6.2 電子緩沖層和空穴傳輸層材料20-21
• 1.6.3 有機(jī)太陽能電池給體材料21-22
• 1.6.4 有機(jī)太陽能電池受體材料22-23
• 1.7 有機(jī)太陽能電池主要性能參數(shù)23-26
• 1.8 本論文主要內(nèi)容26-27
• 第二章 UV處理對(duì)基于P3HT:PCBM的OPV性能影響27-39
• 2.1 引言27-28
• 2.2 OPV器件材料和結(jié)構(gòu)28
• 2.3 OPV器件制備的步驟28-30
• 2.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及測(cè)試儀器30-31
• 2.5 使用UV光處理OPV的活性層P3HT:PCBM31-32
• 2.6 UV光處理對(duì)OPV性能的影響32-34
• 2.7 UV光處理對(duì)OPV活性層的表面形貌和結(jié)晶度的影響34-37
• 2.8 性能仿真37-38
• 2.9 本章小結(jié)38-39
• 第三章 MoO_3和PEDOT:PSS作為陽極界面層對(duì)于小分子OPV的影響39-45
• 3.1 引言39-40
• 3.2 OPV器件結(jié)構(gòu)和材料40
• 3.3 使用MoO_3作為OPV器件的陽極修飾層40-41
• 3.4 MoO_3作為陽極界面修飾材料對(duì)于OPV的影響41-43
• 3.5 本章小結(jié)43-45
• 第四章 器件結(jié)構(gòu)對(duì)于DIP小分子OPV性能的影響45-53
• 4.1 引言45
• 4.2 OPV器件結(jié)構(gòu)和材料45-46
• 4.3 OPV器件制備的步驟46-47
• 4.4 平面結(jié)構(gòu)器件和摻雜結(jié)構(gòu)OPV器件的比較47-48
• 4.5 Alq_3和BPhen作為陽極修飾層對(duì)不同結(jié)構(gòu)OPV器件的影響48-52
• 4.6 結(jié)論52-53
• 第五章 總結(jié)與展望53-55
• 參考文獻(xiàn)55-60
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文60-61
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間申請(qǐng)的專利61-62
• 附錄3 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目62-63
• 致謝63

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;德國(guó)研制成有機(jī)太陽能電池[J];東北電力技術(shù);2001年07期

2 ;德研制成有機(jī)太陽能電池[J];世界科技研究與發(fā)展;2001年02期

3 嚴(yán)肅;有機(jī)太陽能電池即將產(chǎn)業(yè)化[J];中南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年04期

4 李炳田,任斌,黃河;有機(jī)太陽能電池研究進(jìn)展[J];中山大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2003年S1期

5 李鋒;網(wǎng)印有機(jī)太陽能電池[J];絲網(wǎng)印刷;2005年07期

6 G.Dennler,N.S.Sariciftci;共軛聚合體有機(jī)太陽能電池:從基礎(chǔ)研究到發(fā)展現(xiàn)狀(英文)[J];光散射學(xué)報(bào);2005年03期

7 段曉菲,王金亮,毛景,裴堅(jiān);有機(jī)太陽能電池材料的研究進(jìn)展[J];大學(xué)化學(xué);2005年03期

8 任斌;賴樹明;陳衛(wèi);黃河;;有機(jī)太陽能電池研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2006年09期

9 李甫;徐建梅;張德;;有機(jī)太陽能電池研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J];能源與環(huán)境;2007年04期

10 ;有機(jī)太陽能電池效率提高至6.5%[J];電子元件與材料;2008年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 范斌;田清勇;白華;;可溶性小分子有機(jī)太陽能電池[A];2011中國(guó)材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

2 杝隆建;杝正_7;李宜璇;;可撓式有機(jī)太陽能電池之發(fā)展技術(shù)[A];海峽兩岸第十六屆照明科技與營(yíng)銷研討會(huì)專題報(bào)告暨論文集[C];2009年

3 劉艷;曾慶華;張憲璽;姜建壯;;卟啉、酞菁類有機(jī)太陽能電池材料的研究進(jìn)展[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第二十五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集（下冊(cè)）[C];2006年

4 陳濤;仰志斌;彭慧勝;;基于碳納米管纖維的有機(jī)太陽能電池[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

5 仰志斌;陳濤;何瑞旋;彭慧勝;;基于取向碳納米管膜的柔性有機(jī)太陽能電池[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

6 張堅(jiān);楊棟;周玲玉;陳令成;趙斌;李燦;;化學(xué)改性氧化石墨烯作為有機(jī)太陽能電池空穴傳輸層[A];2012年兩岸三地高分子液晶態(tài)與超分子有序結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)研討會(huì)（暨第十二屆全國(guó)高分子液晶態(tài)與超分子有序結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)論文報(bào)告）會(huì)議論文集[C];2012年

7 趙儀;;有機(jī)太陽能電池中的相干電荷和能量轉(zhuǎn)移[A];第十三屆全國(guó)化學(xué)動(dòng)力學(xué)會(huì)議報(bào)告摘要集[C];2013年

8 唐衛(wèi)華;海杰峰;朱恩偉;卞臨沂;;有機(jī)太陽能電池用的二維窄帶隙聚合物研究[A];2013年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集——主題G：光電功能高分子[C];2013年

9 易院平;韓廣超;沈星星;;有機(jī)太陽能電池電子過程的理論模擬[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第17分會(huì)：光電功能器件[C];2014年

10 馬廷麗;;柔性及疊層薄膜有機(jī)太陽能電池研究[A];第七屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第7分冊(cè)）[C];2010年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 記者 顧鋼;德支持企業(yè)開發(fā)有機(jī)太陽能電池[N];科技日?qǐng)?bào);2007年

2 記者 毛黎;美評(píng)估有機(jī)太陽能電池對(duì)環(huán)境的影響[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

3 本報(bào)駐美國(guó)記者 田學(xué)科;突破有機(jī)太陽能電池技術(shù)瓶頸[N];科技日?qǐng)?bào);2012年

4 劉霞;控制電子自旋可提高有機(jī)太陽能電池的效率[N];科技日?qǐng)?bào);2013年

5 記者 邰舉;疊層型有機(jī)太陽能電池接近商用[N];科技日?qǐng)?bào);2007年

6 蔡佳;美國(guó)研發(fā)可拉伸有機(jī)太陽能電池[N];中國(guó)建材報(bào);2011年

7 華凌;小分子有機(jī)太陽能電池增效50%[N];科技日?qǐng)?bào);2013年

8 本版編輯邋張浩 鄭曉春 鄧國(guó)慶 毛黎 何屹 顧鋼 何永晉;2007年世界科技發(fā)展回顧(七)[N];科技日?qǐng)?bào);2008年

9 記者 馬悍德;青海有機(jī)太陽能電池研發(fā)獲重大進(jìn)展[N];科技日?qǐng)?bào);2014年

10 記者 賈明;青海有機(jī)太陽能電池研發(fā)取得重大進(jìn)展[N];青海日?qǐng)?bào);2014年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 許美鳳;高效穩(wěn)定的有機(jī)太陽能電池的界面研究[D];蘇州大學(xué);2015年

2 劉小銳;幾種有機(jī)太陽能電池供體材料的光伏性能[D];西南大學(xué);2015年

3 黨東鋒;含噻吩或噻吩稠環(huán)單元的有機(jī)光伏材料的合成及其性能研究[D];湘潭大學(xué);2015年

4 徐偉龍;有機(jī)太陽能電池微納結(jié)構(gòu)及光物理特性研究[D];山東大學(xué);2016年

5 聶日明;透明陰極界面修飾及其在有機(jī)光電轉(zhuǎn)換器件中的應(yīng)用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

6 陳大正;反轉(zhuǎn)有機(jī)太陽能電池器件優(yōu)化與穩(wěn)定性研究[D];西安電子科技大學(xué);2015年

7 王之哲;新型有機(jī)太陽能電池中銀薄膜電極研究與應(yīng)用[D];西安電子科技大學(xué);2015年

8 于偉利;電沉積制備聚噻吩有序微結(jié)構(gòu)及有機(jī)太陽能電池[D];吉林大學(xué);2009年

9 喬芬;基于聚合物的有機(jī)太陽能電池的研制與表征[D];大連理工大學(xué);2010年

10 陳向東;有機(jī)太陽能電池中的光物理過程研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 史紹華;有機(jī)太陽能電池中電極修飾的研究[D];大連理工大學(xué);2012年

2 豐艷婷;有機(jī)太陽能電池中光誘導(dǎo)電荷轉(zhuǎn)移的理論研究[D];遼寧大學(xué);2015年

3 王文博;低功耗有機(jī)光伏技術(shù)研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

4 童培謙;有機(jī)太陽能電池中摻入包覆型金納米棒的優(yōu)化研究[D];太原理工大學(xué);2016年

5 陳志才;吡咯并吡咯二酮給、受體的設(shè)計(jì)合成及應(yīng)用[D];杭州師范大學(xué);2016年

6 宋曉欣;基于引達(dá)省衍生物的小分子的合成以及在有機(jī)太陽能電池中的應(yīng)用[D];北京理工大學(xué);2016年

7 敬靈敏;聚集誘導(dǎo)發(fā)光材料和有機(jī)太陽能非富勒烯受體材料的設(shè)計(jì)合成、性能研究以及應(yīng)用[D];北京理工大學(xué);2016年

8 張春霞;基于PCDTBT:PC_(71)BM的有機(jī)太陽能電池的研究[D];吉林大學(xué);2016年

9 劉春雨;基于聚芴摻雜的有機(jī)太陽能電池研究[D];吉林大學(xué);2016年

10 賈旭;基于溶液法和非退火型電極修飾層的聚合物光伏電池的研究[D];吉林大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：653839