提高聚合物太阳能电池稳定性的研究

【摘要】：聚合物太阳能电池(PSC, Polymer solar cell)具有成本低、制作工艺简单、重量轻、可制备成柔性器件等突出优点,这类太阳能电池具有潜在的发展和应用前景,成为重要的研究方向。柔性聚合物薄膜太阳能电池为集团公司战略发展的前瞻性预研项目。 转换效率低和寿命短一直是制约聚合物太阳能电池商业化的主要原因。相较于无机材料制备的太阳能电池,有机材料制备的太阳能电池本身寿命较短,所以聚合物太阳能电池器件寿命较短是PSC器件不能得到广泛应用的主要原因。此外,聚合物太阳能电池器件封装问题也是制约PSC器件寿命的另一个主要因素,也是目前太阳能电池实现商业化函待解决的重要问题。 本课题主要研究了从电极表面修饰技术等方面来提高聚合物太阳能电池稳定性的方法：采用TIPD(二异丙氧基双乙酰丙酮钛)和MoOx((氧化钼)分别作为电池的阴、阳极修饰层,在一定程度上提高了电池的能量转换效率和稳定性。 在结构优化设计方面,表征并对比了不同混合溶剂对活性层形貌形态的影响,找到适合柔性基底涂布的二氯苯：氯仿(v：v=9：1)作为活性层的混合溶剂。研究了电池器件封装工艺和方法,筛选出适合的封装胶和封装薄膜,并在65℃、80%RH的条件下对封装器件进行了加速老化稳定性评价。通过本课题研究,为提高聚合物太阳能电池稳定性提供一种技术支持。 【关键词】：聚合物太阳能电池 电极修饰 封装 稳定性
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 学位论文数据集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 绪论13-20
• 1.1 引言13-14
• 1.2 聚合物太阳能电池的研究发展14-16
• 1.3 聚合物太阳能电池的基本理论16-19
• 1.3.1 聚合物太阳能电池的工作原理16-17
• 1.3.2 聚合物太阳能电池的等效电路17-18
• 1.3.3 聚合物太阳能电池的性能参数18-19
• 1.4 本论文研究的内容和意义19-20
• 第二章 聚合物光伏电池的制备20-27
• 2.1 实验室主要原材料和药品20-21
• 2.2 实验所需仪器设备21
• 2.3 器件制备流程21-27
• 2.3.1 蚀刻导电基材21-22
• 2.3.2 洗片22
• 2.3.3 G/ITO的紫外/臭氧处理22-23
• 2.3.4 电池的制备工艺流程23-25
• 2.3.5 电池的表征25-27
• 第三章 电极修饰材料及修饰技术的研究27-39
• 3.1 引言27
• 3.2 实验27-29
• 3.2.1 倒置电池结构27-28
• 3.2.2 实验原材料及主要仪器设备28
• 3.2.3 电池制备工艺的研究28-29
• 3.2.4 实验表征所使用的分析测试仪器29
• 3.3. 结果与讨论29-38
• 3.3.1 对电极修饰层氧化钼的研究与表征29-33
• 3.3.2 对电极修饰层TIPD的研究与表征33-38
• 3.4. 本章小结38-39
• 第四章 聚合物半导体涂层的设计39-47
• 4.1 引言39-40
• 4.2 实验40-41
• 4.2.1 实验原材料及实验仪器设备40
• 4.2.2 两种混合溶剂活性液的配制40-41
• 4.2.3 薄膜及光电池的制备41
• 4.2.4 实验表征所需分析测试仪器41
• 4.3 结果和讨论41-46
• 4.3.1 混合溶剂对P3HT：PCBM薄膜表观形貌的影响41-42
• 4.3.2 混合溶剂对P3HT：PCBM薄膜平整性和均匀性的影响42-44
• 4.3.3 混合溶剂对P3HT：PCBM薄膜晶型结构的影响44-45
• 4.3.4 混合溶剂对P3HT：PCBM薄膜紫外吸收光谱的影响45
• 4.3.5 混合溶剂对P3HT：PCBM薄膜组装电池光电性能的影响45-46
• 4.4. 本章小结46-47
• 第五章 封装工艺的研究47-52
• 5.1 引言47
• 5.2 实验47-48
• 5.2.1 器件结构47-48
• 5.2.2 主要原材料及实验仪器48
• 5.2.3 电池封装48
• 5.2.4 实验表征所需分析测试仪器48
• 5.3 结果与讨论48-51
• 5.3.1 封装材料选择与研究48-49
• 5.3.2 不同高阻隔薄膜对柔性聚合物太阳能电池器件的影响49-51
• 5.4 本章小结51-52
• 结论52-53
• 参考文献53-57
• 研究成果及发表的学术论文57-58
• 致谢58-59
• 附件59-60

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