有机太阳能电池中净电荷在界面处的影响

【摘要】：本研究主要针对有机太阳能电池界面处净电荷对于电池性能的影响。采用本实验室作为基准的电池ITO/CuPc/C60/Alq3/Al(标准电池)与单层C60电池ITO/MoO3/C60/Alq3/Al作为串联电池的基本单元,研究串联电池中连接层存在净余电荷的情况下的物理现象。主要开展了以下内容的研究： 串联有机太阳能电池中通常在两子电池之间通过插入复合层以便提高前后两个子电池的空穴与电子复合效率。插入复合层通常有纳米金属簇、p-n结、及掺杂功能层。根据我们的实验条件,这里选取Alq3/Al/Ag/Mo03作为复合层。实验中有中间复合层的串联电池的结构为ITO/MoO3/C60/Alq3/Al/Ag/MoO3/CuPc/C60/Alq3/Al。通过对此串联电池的I-V(电流-电压)曲线及不同偏光条件下测得的外量子效率分析以及光学传输矩阵运用,并与没有中间复合层的器件(ITO/MoO3/C60/CuPc/C60/Alq3/Al)作对比,发现串联电池在前后电池中的电子和空穴匹配严重失衡的情况下,中间复合层并不那么重要。 前后两电池载流子匹配严重失衡的情况下,在前后两个子电池连接处有净电荷存在。因此前后两个电池的连接处不仅存在着电子-空穴的复合,同时存在着电荷与激子的相互作用,激子的拆分以及激子的淬灭,这四种物理过程同时存在于串联电池之中。 【关键词】：有机太阳能电池 C60/CuPc界面 电子-空穴的复合 电荷与激子的相互作用
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 有机太阳能电池的研究背景8
• 1.2 国内外研究现状8-9
• 1.3 有机太阳能研究的内容9-11
• 1.3.1 新型材料的研究9-10
• 1.3.2 新型结构的研究10-11
• 参考文献11-14
• 第二章 有机小分子太阳能电池的研究综述14-24
• 2.1 有机太阳能电池性能的研究14-15
• 2.1.1 性能提高的研究14
• 2.1.2 光电材料的研究14
• 2.1.3 机理的研究14-15
• 2.2 不同结构的有机太阳能电池的光电转换过程15-18
• 2.2.1 有机单层太阳能电池15-16
• 2.2.2 有机平面异质结太阳能电池16-17
• 2.2.3 有机体异质结太阳能电池17-18
• 2.3 有机太阳能电池的表征18-21
• 2.3.1 电流-电压(I-V)曲线图18-19
• 2.3.2 能量转换效率19
• 2.3.3 外量子效率(External Quantum Efficiency,EQE)19-20
• 2.3.4 外量子效率的计算20-21
• 2.3.5 外量子效率的测量21
• 参考文献21-24
• 第三章 有机太阳能电池的制备和测量24-30
• 3.1 高真空镀膜系统24-25
• 3.2 有机小分子太阳能电池的制备25-28
• 3.2.1 基片清洗26-27
• 3.2.2 臭氧处理27
• 3.2.3 有机层蒸镀27-28
• 3.328-29
• 3.3.2 EQE测量系统28-29
• 3.3.3 交流阻抗测量系统29
• 参考文献29-30
• 第四章 有机太阳能电池中净电荷在界面处的影响研究30-38
• 4.1 引言30-31
• 4.2 实验过程及实验结果分析31-34
• 4.3 总结及结论34-35
• 参考文献35-38
• 第五章 结论与展望38-40
• 攻读硕士学位期间的科研情况40-42
• 致谢42

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