溶液加工的界面層在有機太陽能電池中的應用研究.pdf

1、近年來，隨著化石能源的不斷消耗，能源問題已經成為世界各國十分關注的重大戰(zhàn)略問題。清潔、可持續(xù)發(fā)展的太陽能是人類理想的未來新能源。因此，可直接將太陽能轉換為電能的光伏技術成為人們研究的熱點。目前商業(yè)化生產的光伏器件主要基于無機半導體硅。但是，硅基器件對材料的質量要求苛刻，其制備過程和工藝較為復雜，生產過程還需要消耗大量的能源，因此價格比較高，導致其大面積的應用受到了限制。近年來，基于有機聚合物和小分子的光伏技術引起了人們的廣泛關注。有機光

2、伏器件可通過溶液法加工制備，成本低、質輕、柔性、并且能通過大面積薄膜制造技術直接獲得，因此，有望成為可再生能源的新技術。隨著新材料的設計、界面調控、器件結構和制備過程的優(yōu)化，有機光伏器件的效率和穩(wěn)定性均有了很大的提高，但相對于硅基電池還有很大的差距。因此仍需在材料、器件及工藝上實現(xiàn)進一步的突破。
　　界面修飾層對于有機太陽能電池器件效率的提高和穩(wěn)定性的改善起著至關重要的作用，因此，本論文主要進行了界面層的研究工作：
　　1）

3、采用溶液法制備了MoO3薄膜，詳細表征了其成分、電學、光學、形貌等性能特征并將其作為陽極界面修飾層應用于有機太陽能電池。研究發(fā)現(xiàn)，所制備的MoO3薄膜不但可以提高器件的效率，而且還有助于器件的穩(wěn)定性。
　　2）采用硬脂酸銫作為新的陰極界面修飾層，與沒有界面層的器件相比，基于硬脂酸銫的電池的開路電壓(0.728 V vs.0.647 V)、短路電流(16.05 mA cm-2 vs.15.34 mA cm-2)和填充因子(61.3％

4、 vs.54.7%)都同時得到改善，器件的光電轉化效率也相應地提高了31.86%(7.16%vs.5.43%)。同時論文也對界面修飾機理進行了探討。
　　3）在上述工作基礎之上，將硬脂酸銫和氧化鋅結合起來作為雙層結構界面層用于反型結構的太陽能電池。這種電池擁有比傳統(tǒng)結構器件更高的效率。器件的開路電壓、短路電流和填充因子有了很大的提高，分別為0.736 V，17.07 mA cm-2和69.1%，因此器件的效率達到8.69%。而且器