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利用界面修饰提高聚合物太阳能电池性能的探索

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 22:17:47
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利用界面修饰提高聚合物太阳能电池性能的探索【摘要】:摘要:合适的器件结构设计对有机太阳能电池性能的提高有着很大作用。本论文运用真空镀膜技术和旋涂制膜技术,制作了以传统的poly(3

【摘要】:摘要:合适的器件结构设计对有机太阳能电池性能的提高有着很大作用。本论文运用真空镀膜技术和旋涂制膜技术,制作了以传统的poly(3-hexylthiophene) (P3HT):[6,6]-phenyl C61 butyric acid methyl ester (PCBM)为活性层的有机太阳能电池器件,利用有机小分子材料Liq对器件的阴极进行修饰和酞菁类材料CuPc和AlPcCl对器件的阳极、阴极进行界面修饰,研究了器件的电流-电压特性及其性能改变机理,并得出以下结果: 1.Liq薄层修饰Al阴极较大地提高了器件的开路电压,同时提高了器件的填充因子和能量转换效率。分析认为,将Liq薄层引入P3HT:PCBM/Al界面,Liq与A1发生化学反应,在Liq与P3HT:PCBM之间产生偶极层,Al电极与活性层界面接近欧姆接触,提高电子导出,从而提高了器件效率。 2.将CuPc薄层引入器件对电极进行修饰,器件效率有所提高。分析表明,CuPc薄层引入阳极,降低了器件的串联电阻,提高了并联电阻,降低了界面势垒,有利于空穴传输,从而提高了器件效率;CuPc薄层引入阴极,使得阴极与活性层的接触电阻减小,提高了器件的填充因子,从而提高器件性能。 3.引入AlPcCl薄层修饰器件阳极,器件性能明显下降。分析认为,AlPcCl的HOMO能级过低,再加上载流子在AlPcCl中的扩散长度较短,阻碍了空穴向阳极的传输,从而影响了器件的效率。引入AlPcCl修饰阴极时,器件的短路电流和效率有所提高。分析认为,AlPcCl薄层使器件在长波段的吸收有所增加,从而提高了器件的性能。 【关键词】:有机太阳能电池 电极修饰 聚合物 Liq CuPc AlPcC1
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TM914.4
【目录】:
  • 致谢5-6
  • 摘要6-7
  • ABSTRACT7-8
  • 8-11
  • 1 引言11-12
  • 2 有机太阳能电池的研究背景12-27
  • 2.1 有机太阳能电池的产业发展12-13
  • 2.2 有机太阳能电池的结构及基本工作原理13-17
  • 2.2.1 单层结构13
  • 2.2.2 双层结构13-14
  • 2.2.3 体异质结结构14-15
  • 2.2.4 聚合物太阳能电池的工作原理15-17
  • 2.3 有机太阳能电池材料17-20
  • 2.3.1 有机小分子材料17-19
  • 2.3.2 聚合物材料19-20
  • 2.3.3 电极材料20
  • 2.4 有机太阳能电池性能主要参数及测定方法20-23
  • 2.4.1 有机太阳能电池的主要参数20-22
  • 2.4.2 有机太阳能电池性能的测量方法22-23
  • 2.5 有机聚合物太阳能电池的制备23-25
  • 2.5.1 ITO玻璃的清洗和处理23-24
  • 2.5.2 有机功能层的制备24-25
  • 2.6 本论文的研究工作25-27
  • 3 有机小分子Liq薄层对聚合物体异质结器件光伏特性的影响27-33
  • 3.1 引言27
  • 3.2 器件的结构与制备27-28
  • 3.3 结果与讨论28-32
  • 3.4 本章小结32-33
  • 4 酞菁类小分子薄层对聚合物体异质结器件光伏特性的影响33-52
  • 4.1 引言33
  • 4.2 CuPc对器件光伏特性的影响33-42
  • 4.2.1 器件结构与制备33-34
  • 4.2.2 结果与讨论34-42
  • 4.3 AlPcCl对器件光伏特性的影响42-50
  • 4.3.1 器件结构与制备42-43
  • 4.3.2 结果与讨论43-49
  • 4.3.3 AlPcCl和CuPc作为电极修饰层的比较49-50
  • 4.4 本章小结50-52
  • 5 结论52-53
  • 参考文献53-56
  • 作者简历56-58
  • 学位论文数据集58


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