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多酸/聚3-己基噻吩光伏器件的组装及性能

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 04:02:59
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多酸/聚3-己基噻吩光伏器件的组装及性能【摘要】:随着固有化石能源的日益枯竭,如何合理、高效、绿色的利用太阳能成为社会各界关注的焦点,而能将太阳能直接转化为电能的太阳能电池更是深受

【摘要】:随着固有化石能源的日益枯竭,如何合理、高效、绿色的利用太阳能成为社会各界关注的焦点,而能将太阳能直接转化为电能的太阳能电池更是深受科研界的宠爱。众所周知,单晶硅太阳能电池早已投入生产并使用,但其高成本,体积大等问题,仍制约着它只能在某些特定领域得到发展和应用,这使得新型太阳能电池的研究和发展迫在眉睫。据此,有机聚合物太阳能电池应运而生,如今研究最为热点的要数以聚3-己基噻吩(P3HT)为主体的太阳能电池,因其光电转换效率制约,至今还没能投入生产。通过电子受体的引入可以有效促进激子分离,抑制光激发电子-空穴的复合,同时提高电荷转移性能,从而提高光电转换效率。 多金属氧酸盐,简称多酸(POMs),是一种很好的电子接受体,它可以通过捕获电子来促进光生激子分离,抑制电子-空穴复合,提高电子转移速率,从而提高太阳能电池的光电转换效率。本文中制备了一系列P3HT:POMs江南体育在线直播观看 器件,并对其光电性能进行了测试研究。 1.通过电化学沉积的方法将P3HT与H3PW12O40共混沉积到ITO基底上,蒸镀铝电极形成江南体育在线直播观看 器件:ITO/PEDOT/P3HT:PW12/Al,并对各器件进行光电性能测试,结果显示,钨系列多酸可以作为电子受体与P3HT形成给-受体机制,形成类异质结结构,有效的提高了太阳能电池的光电转换效率,据此,多酸俨然成为电子受体材料里的又一颗新星。 2.研究发现多酸不仅可以作为电子受体与P3HT形成类异质结结构,它还是一个良好的电子传输层材料。在ITO/PEDO/P3HT:PCBM/Al中引入H4P2W18O62多酸作为电子传输层,制备了结构为ITO/PEDOT/P3HT:PCBM:P2W18/Al的光伏器件,测试结果表明P2W18修饰P3HT:PCBM器件光电转换效率增大了3倍,证明P2W18能够作为电子传输层来优化器件的伏打性能,为太阳能电池的多角度发展提供了依据,同时也为多酸在太阳能电池中的应用拓宽了思路。 3.为研究多酸种类和含量对太阳能电池的影响,制备了含两种不同种类多酸的光伏器件ITO/PEDOT/P3HT:PCBM:P2W18/Al,ITO/PEDOT/P3HT:PCBM:P2Mo18/Al,并分别对两种器件中多酸的浓度进行了调控,光电性能测试结果显示,钼系多酸不能与P3HT形成很好的能级匹配关系,不能提高器件的光电性能,而钨系多酸能够与P3HT的能级匹配,浓度为10-5M的钨系多酸能起到提高光电转换效率的作用。这进一步证明了多酸具有捕获和传输光生电子的作用,在提高光伏电池的转换率方面有很大的应用价值。 【关键词】:多金属氧酸盐(POMs) P3HT PCBM 太阳能电池 光电性能
【学位授予单位】:东北师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM914.4
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-8
  • 第一章:绪论8-29
  • 1.1 前言8-9
  • 1.2 太阳能电池发展历程9-12
  • 1.3 太阳能电池分类12-17
  • 1.3.1 按照电池的结构分类12-14
  • 1.3.2 按照电池的组成材料分类14-17
  • 1.4 有机太阳能电池工作原理及主要参数17-19
  • 1.4.1 有机太阳能电池工作原理17
  • 1.4.2 太阳能电池主要参数17-19
  • 1.5 基于 P3HT 材料太阳能电池的研究19-20
  • 1.5.1 P3HT 材料简介19
  • 1.5.2 基于 P3HT 太阳能电池的光伏机理19-20
  • 1.6 多金属氧酸盐概述20-23
  • 1.6.1 多金属氧酸盐结构与性质20-22
  • 1.6.2 多金属氧酸盐在太阳能电池中的应用22-23
  • 1.7 选题依据及目的23-24
  • 参考文献24-29
  • 第二章 多酸 PW_(12)与 P3HT 形成类异质结光伏器件的组装和性能29-41
  • 2.1 引言29
  • 2.2 实验部分29-31
  • 2.2.1 实验药品与试剂29-30
  • 2.2.2 实验仪器和设备30
  • 2.2.3 光伏器件的制备30-31
  • 2.2.4 光学器件的表征与测试31
  • 2.3 结果与讨论31-39
  • 2.3.1 材料的沉积过程与表征31-34
  • 2.3.2 P3HT:PW_(12)电极表面形貌分析34-35
  • 2.3.3 P3HT:PW_(12)电极表面光电压谱图分析35-36
  • 2.3.4 P3HT:PW_(12)光伏器件光电性能测试与分析36-37
  • 2.3.5 P3HT:PW_(12)光伏器件光伏机理分析37-39
  • 2.4 本章小结39-40
  • 参考文献40-41
  • 第三章 P_2W_(18)介入的 P3HT:PCBM 光伏器件组装和性能41-47
  • 3.1 引言41
  • 3.2 实验部分41-43
  • 3.2.1 实验药品与试剂41-42
  • 3.2.2 实验仪器和设备42
  • 3.2.3 光伏器件的制备42
  • 3.2.4 光学器件的表征与测试42-43
  • 3.3 结果与讨论43-45
  • 3.3.1 P3HT:PCBM:P_2W_(18)器件时间-电流曲线(I-T)测试与分析43-44
  • 3.3.2 P3HT:PCBM:P_2W_(18)器件伏安特性曲线(I-V)测试与分析44
  • 3.3.3 P3HT:PCBM:P_2W_(18)器件光伏机理分析44-45
  • 3.4 本章小结45-46
  • 参考文献46-47
  • 第四章 多酸种类和用量对 P3HT:PCBM 光伏器件的影响47-55
  • 4.1 引言47
  • 4.2 实验部分47-48
  • 4.2.1 实验药品与试剂47
  • 4.2.2 实验仪器和设备47
  • 4.2.3 光伏器件的制备47-48
  • 4.2.4 光学器件的表征与测试48
  • 4.3 结果与讨论48-52
  • 4.3.1 P_2W_(18)及其不同含量对 P3HT:PCBM 器件光电性能影响48-50
  • 4.3.2 P_2Mo_(18)及其不同含量对 P3HT:PCBM 器件光电性能影响50-52
  • 4.4 本章小结52-54
  • 参考文献54-55
  • 第五章 结论55-56
  • 致谢56-57
  • 在学期间公开发表论文及著作情况57


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