聚合物太陽能電池由于具有制備工藝簡單、質(zhì)量輕、成本低、易制成大面積柔性器件等優(yōu)勢,成為目前太陽能電池研究領域的熱點。近些年來,聚合物太陽能電池的研究取得了很大的進展。但是,現(xiàn)階段的聚合物太陽能電池仍然存在效率低和穩(wěn)定性差的問題,導致難以推廣使用,因此如何提器件的高能量轉(zhuǎn)化效率和穩(wěn)定性是實現(xiàn)商業(yè)化應用的關鍵。在這些器件中,通常應用低功函數(shù)金屬作為器件的陰極收集來自活性層的電子。在器件制備時,通過熱蒸發(fā)的方式沉積在有機活性層表面的金屬電極不僅會擴散進入聚合物薄膜內(nèi)部,還會與聚合物材料發(fā)生強烈的化學相互作用。此外,金屬電極與聚合物之間的界面性質(zhì)亦會對聚合物太陽能電池中激子分離、傳輸、收集和復合等過程產(chǎn)生重大的影響,最終影響到電池的能量轉(zhuǎn)化效率和穩(wěn)定性。因此,深入地了解金屬/聚合物間的界面性質(zhì)和精確地調(diào)控界面結構是制備高性能的聚合物太陽能電池的關鍵。基于以上研究背景,本論文從金屬/聚合物界面入手,通過多種表面分析方法原位研究了金屬/聚合物的界面結構及其與聚合物太陽電池性能的聯(lián)系：利用X射線光電子能譜（XPS）、真空紫外光電子能譜（UPS）、高分辨率的同步輻射光電子能譜（SRPES）、近邊X射線... 

【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)】：132 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1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器件結構
    1.4 聚合物太陽能電池材料的發(fā)展
    1.5 聚合物太陽能電池的工作機理
    1.6 聚合物太陽能電池的性能表征
    1.7 聚合物太陽能電池的界面研究
        1.7.1 界面擴散
        1.7.2 界面化學反應
        1.7.3 界面修飾
        1.7.4 界面載流子復合
    1.8 選題背景和研究內(nèi)容
    參考文獻
第2章 實驗方法與原理
    2.1 引言
    2.2 同步輻射基本原理
    2.3 光電子能譜的基本原理與方法
        2.3.1 光電子能譜的基本原理
        2.3.2 XPS、UPS和SRPES簡介
    2.4 NEXAFS基本原理及實驗方法
        2.4.1 NEXAFS的產(chǎn)生機理
        2.4.2 角分辨NEXAFS
        2.4.3 NEXAFS的實驗方法
    2.5 吸附量熱技術
        2.5.1 吸附量熱技術的發(fā)展
        2.5.2 吸附量熱技術的原理
    2.6 原子力顯微鏡
    2.7 實驗裝置介紹
    參考文獻
第3章 Ca/PMMA界面相互作用的研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 PMMA薄膜樣品的制備
        3.2.2 Ca/PMMA界面的測量
    3.3 結果與討論
        3.3.1 清潔PMMA薄膜研究
        3.3.2 Ca/PMMA界面研究
    3.4 本章小結
    參考文獻
第4章 Ca/PMMA界面的溫度調(diào)控研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
    4.3 實驗結果
        4.3.1 粘附幾率的測量
        4.3.2 吸附量熱的測量
        4.3.3 光電子能譜的測量
    4.4 討論部分
    4.5 本章小結
    參考文獻
第5章 電極/PCDTBT的界面研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 聚合物太陽能電池的制備
        5.2.2 聚合物太陽能電池的性能測試
        5.2.3 角分辨NEXAFS
        5.2.4 同步輻射光電子能譜
    5.3 瞬態(tài)光伏測試技術
        5.3.1 瞬態(tài)光伏的基本原理
        5.3.2 瞬態(tài)光伏設備的搭建
        5.3.3 數(shù)據(jù)處理
    5.4 實驗結果與討論
        5.4.1 PCDTBT分子取向
        5.4.2 器件性能
        5.4.3 載流子復合速率常數(shù)的測量
        5.4.4 電極/PCDTBT界面相互作用
        5.4.5 能帶結構
    5.5 本章小結
    參考文獻
第6章 總結和展望
    6.1 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



本文編號：3384663