有機(jī)太陽能電池因具備可通過低成本溶液法制備大面積柔性器件的突出優(yōu)點(diǎn),已受到世界范圍的廣泛關(guān)注。新型高性能給、受體材料的蓬勃發(fā)展和器件制備工藝等技術(shù)的提高,使得有機(jī)光伏效率屢獲突破。進(jìn)一步提高有機(jī)光伏器件的能量轉(zhuǎn)換效率依然是該領(lǐng)域研究中所面臨的重要挑戰(zhàn)。然而,與無機(jī)材料相比,有機(jī)材料中分子間作用力屬于弱相互作用,主要包括范德瓦爾斯力、氫鍵等,導(dǎo)致有機(jī)材料的介電常數(shù)較低、電聲耦合系數(shù)較高、激子束縛能較大。因而,有機(jī)太陽能電池的激子解離過程需要克服較大的激子束縛能,該過程使得有機(jī)光伏器件中產(chǎn)生較大的能量損失,嚴(yán)重地影響了器件性能。許多基于新型非富勒烯受體材料的有機(jī)太陽能電池在較低能量損失條件下可以實(shí)現(xiàn)高效的激子解離,并獲得優(yōu)異的器件性能,但涉及激子解離的內(nèi)部復(fù)雜的物理過程和工作機(jī)制等仍不清晰。深入理解有機(jī)太陽能電池中激子動(dòng)力學(xué)過程,闡述激子解離物理機(jī)制,定量關(guān)聯(lián)激子解離與器件性能參數(shù),對于優(yōu)化材料結(jié)構(gòu)、抑制能量損失、提升器件性能等有至關(guān)重要的作用。針對以上關(guān)鍵科學(xué)問題,本論文深入研究了新型非富勒烯有機(jī)太陽能光電器件中給、受體材料的激子解離動(dòng)力學(xué)過程,具體工作內(nèi)容如下:（一）單重態(tài)裂分給體材料... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－２有機(jī)太陽能電池工作原理圖［３３］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２．?Ｗｏｒｋｉｎｇ?ｍｅｃｈｎｉｓｍｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｏｒｇａｎｉｃ?ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌｓ?［３３］??

?山東大學(xué)博士學(xué)位論文???ｉｏｆ??ｎ??５?．??Ｊ－Ｖ?Ｃｕｒｖｅ?Ｉ??ｆ．?Ｖｍａｘ?ｐ??Ｉ－?｜ｆ??ｉ－丨?〇＿?Ｐｍａ，?１?／??Ｉ－１５：?＿／??Ｕ－２０?？?疆／??Ｊｍａｘ????－２５?ｍｍｍｍ＊?＿■■■■■????Ｊｓｃ??－３０１￣■￣￣？￣＇￣？￣１￣？￣１￣？￣１￣？—??－０．２?０．０?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０??Ｖｏｌｔａｇｅ?（Ｖ）??圖１－３有機(jī)太陽能電池的Ｊ－Ｖ曲線??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｊ－Ｖ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｏｒｇａｎｉｃ?ｓｏｌａｒ?ｃｅｌｌｓ??短路電流即偏壓為零時(shí)器件的電流密度大校短路電流的大小與激子在給、??受體界面處的解離率、電荷遷移率以及電荷收集效率等正相關(guān)。此外，短路電流??與活性層厚度以及材料固有性質(zhì)（如吸收光譜范圍、吸收系數(shù)等）有關(guān)。三元、??疊層、大厚度有機(jī)太陽能電池可以通過使用吸收互補(bǔ)的光伏材料，擴(kuò)寬光譜吸收??范圍，提高短路電流密度。??開路電壓是指電流為零時(shí)所對應(yīng)的偏壓大校影響開路電壓的因素很多，主??要包括光學(xué)帶隙與電荷轉(zhuǎn)移態(tài)能量差、能級差、界面微觀結(jié)構(gòu)、缺陷等。普遍學(xué)??者認(rèn)為開路電壓與器件中的能量損失有關(guān)。抑制孿生復(fù)合、降低能量損失是目前??提高有機(jī)太陽能電池器件性能一個(gè)重要的研究方向。??填充因子則是器件實(shí)際效率到理論效率的評估參數(shù)。良好的互穿網(wǎng)絡(luò)通道對??于抑制載流子復(fù)合，提高填充因子是非常重要的。利用聚合物納米纖維形成互穿??網(wǎng)絡(luò)傳輸通道可實(shí)現(xiàn)高填充因子的有機(jī)太陽能電池。??１．１．４非富勒嫌有機(jī)太陽能電池的發(fā)展現(xiàn)狀、機(jī)遇與挑戰(zhàn)??７??

?山東大學(xué)博士學(xué)位論文???流等測試表明，多余熱能不是激子解離的根本原因。此外，也有研究表明，光生??載流子是由熱電荷轉(zhuǎn)移態(tài)和弛豫電荷轉(zhuǎn)移態(tài)解離兩種途徑共同貢獻(xiàn)。??


本文編號：3106048