N-N型有机小分子太阳能电池中内建电场对激子复合和激子拆分的影响

【摘要】：本论文主要研究了有机分子太阳能电池中光电流的产生过程。针对N-N型结构的有机小分子太阳能电池的光电流产生形式：界面激子拆分与复合进行讨论。并且研究了内建电场方向对光电流产生过程的影响。主要研究内容如下： 1、对N-N型有机小分子太阳能电池中界面激子复合的研究 我们通过研究F16ZnPc/C60界面和C60/F16ZnPc界面证明了在这类N-N型有机小分子太阳能电池中存在激子复合现象,通过测量F16ZnPc和C60材料作为活性层的太阳能电池的吸收谱与外量子效率(EQE)证明了F16ZnPc和C60材料存在光电效应的现象,并得到N-N型器件的光电流与光强存在超线性关系(n1),证明了在器件中存在激子复合产生光电流现象。 2、N-N型有机小分子太阳能电池中内建电场方向改变对光电流产生过程影响研究 证明器件A (ITO/Mo03/F16ZnPc/C6o/Alq3/Al)是一种激子复合产生光电流的器件,器件B (ITO/F16ZnPc/C60/Alq3/MoO3/Al)是一种既存在激子拆分,也存在激子复合产生光电流的器件,并且是激子拆分占主导。通过对比器件A和器件B的内建电场方向(改变F16ZnPc/C60界面内建电场的方向),可以得出在同一界面可以有两种产生光电流的形式。 与此同时,我们也证明了通过改变内建电场的方向,使得在C60/F16ZnPc界面既存在以激子复合产生光电流占主导的器件,也存在以激子拆分产生光电流的器件。 【关键词】：有机小分子太阳能电池 激子复合 激子拆分 F_(16)ZnPc/C_(60)界面 C_(60)/F_(16)ZnPc界面 内建电场
【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
• 符号和缩写表示8-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 有机太阳能电池的研究背景9-10
• 1.2 有机太阳能电池的研究内容10-14
• 1.2.1 工作机理的研究10-12
• 1.2.2 有机光电材料的研究12
• 1.2.3 有机太阳能电池结构的研究12-13
• 1.2.4 对有机小分子太阳能电池界面进行修饰的研究13-14
• 1.3 国内外研究现状及分析14
• 1.4 本课题组的工作简介14-15
• 参考文献15-19
• 第二章 太阳能电池工作原理19-24
• 2.1 太阳能电池19
• 2.2 无机太阳能电池工作原理19-20
• 2.3 太阳能电池等效电路20-21
• 2.4 有机太阳能电池的工作原理21-23
• 2.4.1 有机光伏电池的基本过程21-23
• 参考文献23-24
• 第三章 有机小分子太阳能电池制备及其测量24-37
• 3.1 有机小分子太阳能电池的制备24-28
• 3.1.1 ITO基片的清洗和预处理24-26
• 3.1.2 多功能高真空镀膜系统26-27
• 3.1.3 有机太阳能电池的热蒸发生长27-28
• 3.2 常见实验室有机材料和无机材料28-31
• 3.3 太阳光谱31-32
• 3.4 太阳能电池的特征参数32-35
• 3.5 紫外—可见光吸收谱测量35-36
• 参考文献36-37
• 第四章 在N-N型有机太阳能电池中内建电场对激子界面复合和激子拆分的影响37-48
• 4.1 引言37-38
• 4.2 实验38-39
• 4.3 结果和讨论39-44
• 4.4 结论44-45
• 参考文献45-48
• 第五章 结论和展望48-49
• 攻读硕士学位期间的科研情况49-50
• 致谢50

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