【摘要】：在聚合物太陽能電池的光活性層和兩個電極之間引入界面緩沖層是改善電池性能的一個重要手段。尋找新的、廉價、可溶液加工、安全環(huán)保的界面緩沖層材料對于聚合物太陽能電池的實際應用具有非常重要的意義。根據所傳輸載流子的種類不同，界面緩沖層被分為空穴傳輸層和電子傳輸層。本文分別從這兩種緩沖層入手，以提高聚合物太陽能電池的能量轉換效率為目標，開展了如下工作： （1）采用簡單的溶液旋涂的方法，用含有磺酸根的有機小分子修飾的氧化石墨烯（GO）做為空穴傳輸層材料，小分子修飾后明顯提高了GO的空穴傳輸能力，并改善了P3HT:PCBM體系聚合物太陽能電池的性能。首先用不同濃度的1-芘磺酸（PSA）修飾GO表面并做為空穴傳輸層，發(fā)現合適厚度的PSA修飾GO后能提高GO薄膜的導電性，并增強GO與聚合物給體的質子交換作用。然后用對甲苯磺酸（TSA）、苯磺酸（BSA）、2-萘磺酸（NSA）、1-芘磺酸（PSA）四種小分子分別修飾GO做空穴傳輸層，，發(fā)現TSA、BSA、PSA能分別將電池的效率提高55.5%、50.0%、38.5%，而NSA反而是效率降低16.0%。測試結果說明不同的小分子修飾GO后，薄膜的表面形貌和浸潤性發(fā)生改變。小分子中苯環(huán)的共軛作用的不同和溶解性的不同是造成其電池性能差異的主要原因。 （2）采用簡單的溶液旋涂的方法，將兩種常見的胍鹽應用到P3HT:ICBA體系的聚合物太陽能電池中，證明了鹽酸胍和硝酸胍兩種小分子是很好的電子傳輸層材料，明顯改善了電池的性能。其中使用鹽酸胍的電池效率提高11.9%，使用硝酸胍的電池效率提高29.7%，后者的作用效果更明顯。推測是胍鹽中的孤對電子與Al電極發(fā)生了相互作用，并在活性層和Al電極之間形成了界面偶極層，有利于電子的傳輸和收集，同時有效阻止了Al原子向活性層中的擴散，這些都有利于電池性能的改善。
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【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM914.4

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本文編號：2413356