Rubrene/C_(70)太阳能电池的制备及性能改善

【摘要】：本文以真空热蒸发法制备了基于Rubrene/C_(70)为活性层的有机小分子太阳能电池，并对以下三个方面进行了系统地研究： 1.制备了结构分别为： ITO/MoO_3/CuPc/C_60/BCP/Al；ITO/MoO_3/CuPc/C_(70)/BCP/Al；ITO/MoO_3/Rubrene/C_60/BCP/Al； ITO/MoO_3/Rubrene/C_(70)/BCP/Al的四种有机太阳能电池(OSC_s)。并对这四种电池的性能进行比较。结果表明：用C_(70)代替C_60作为OSC_s的受体，极大地提高了OSC_s器件的短路电流密度(JSC)；用Rubrene代替CuPc作为OSC_s器件的给体，大幅度地提高了OSC_s器件的开路电压（VOC），从而使得OSC_s器件的能量转换效率（PCE）提高了275.4%。 2.研究了Rubrene/C_(70)异质结太阳能电池的优化。首先采用MoO_3及BCP作为电极修饰层，使基于Rubrene/C_(70)活性层的器件性能得到大幅度提高。然后再优化Rubrene、C_(70)活性层的厚度。结果表明，给体Rubrene层及受体C_(70)层的最优厚度分别为30nm及25nm。优化后器件的VOC、JSC、FF及PCE分别为0.82V、2.025mA/cm2、49.8%及0.806%。 3.考察了ITO/MoO_3/Rubrene/C_(70)/BCP/Al器件的退化现象，研究了器件的退化原因。制备了结构为： ITO/MoO_3/Rubrene/C_(70)/BCP/Al的器件，通过测试器件的J-V特性，考察了器件的VOC、JSC、FF和PCE随着时间演化关系。结果表明：VOC几乎不随着时间而改变，而JSC、FF及PCE随着时间的增加而不断减小。我们认为氧气是导致器件退化的主要因素，氧气能渗透进入有机活性层与C_(70)发生反应，导致C_(70)传导率降低，从而增加了器件的串联电阻。光照及其伴随的高温会加速氧气与C_(70)的反应，从而加速了器件的退化。 【关键词】：有机太阳能电池 能量转换效率 短路电流密度 开路电压 优化 退化
【学位授予单位】：暨南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目录5-6
• 1 绪论6-19
• 1.1 研究背景及意义6-7
• 1.2 有机太阳能电池简介7-17
• 1.3 本文的主要内容及提纲17-19
• 2 小分子平面异质结太阳能电池的制备19-24
• 2.1 实验设备及测试仪器19
• 2.2 实验材料19-20
• 2.3 有机太阳能电池的制备过程20-24
• 3 小分子平面异质结太阳能电池的研究24-31
• 3.1 引言24
• 3.2 实验24-26
• 3.3 结果与讨论26-30
• 3.4 小结30-31
• 4 Rubrene/C70异质结太阳能电池的优化31-41
• 4.1 引言31-32
• 4.2 实验32-33
• 4.3 结果与讨论33-40
• 4.4 小结40-41
• 5 Rubrene/C70异质结太阳能电池的退化研究41-46
• 5.1 引言41
• 5.2 实验41-42
• 5.3 结果与讨论42-45
• 5.4 小结45-46
• 6. 总结与展望46-49
• 6.1 总结46-47
• 6.2 展望47-49
• 参考文献49-54
• 硕士期间发表的论文54-55
• 致谢55

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