有機太陽能電池的性能優(yōu)化研究.pdf

1、太陽能具有清潔、無污染的特點，是理想的的可替代能源。與無機硅電池相比，有機光伏電池具有低成本、可大面積制備及可制備柔性器件等優(yōu)點而受到人們的廣泛關(guān)注。聚合物本體異質(zhì)結(jié)光伏電池的給、受體材料之間通過納米尺度的相分離形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，為激子的擴散提供了有效的傳輸通道。因此，有效的控制活性層的微觀形貌對于優(yōu)化電池性能顯得尤為重要。另外，通過陰極及陽極緩沖層降低電極與活性層的界面勢壘，有利于提高載流子的遷移率及收集效率。本論文主要從以下三個方面

2、展開工作以提高有機光伏電池的性能。
　　 1、研究了添加劑DTBP對MEH-PPV(:)PCBM體系器件性能的影響。制備了結(jié)構(gòu)為ITO/PEDOT(:)PSS/MEH-PPV(:)PCBM(:)DTBP/C6H5COOLi/Al的有機光伏電池?？疾炝颂砑硬煌|(zhì)量分?jǐn)?shù)的DTBP對器件性能的影響。在標(biāo)準(zhǔn)模擬太陽光的光照條件下，測得了Ⅰ-Ⅴ曲線和IPCE曲線。結(jié)果表明:在AM1.5G光強照射下，添加了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5％的DTBP時，光

3、伏器件的PCE，Jsc，F(xiàn)F分別從分別從1.12％，3.39 mA/cm2，40.95％提高到1.31％，3.51 mA/cm2，44.45％。與參比器件相比使用DTBP作為活性層添加劑的器件的光電轉(zhuǎn)換效率提高了17％。采用紫外可見吸收光譜研究了添加劑DTBP對活性層的光吸收的影響并利用原子力顯微鏡對活性層形貌進行表征。另外，我們考察了DTBP對器件穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明:當(dāng)添加了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5％DTBP時，添加劑的加入對器件的穩(wěn)定性

4、起到了一定的積極作用。
　　 2、探索了以ReO3和Re2O7分別作為本體異質(zhì)結(jié)光伏電池的陽極緩沖層，并與傳統(tǒng)的PEDOT:PSS的陽極修飾層進行了對比。ReO3和Re2O7具有較低的熱蒸鍍溫度(約340℃)，可以避免常用金屬氧化物(V2O5、 NiO)在實際應(yīng)用中存在的蒸鍍溫度較高的缺點?？疾炝瞬煌穸鹊腞eO3和Re2O7陽極修飾層對器件性能的影響。在標(biāo)準(zhǔn)模擬太陽光的光照條件下，測得了Ⅰ-Ⅴ曲線和IPCE曲線。利用開爾文探針

5、測定了WF。結(jié)果表明:ReO3和Re2O7較PEDOT(:) PSS而言在一定程度上降低了器件的性能，均沒有起到很好的修飾作用。
　　 3、研究了以PCDTBT(:) PC71BM為活性層的本體異質(zhì)結(jié)光伏電池。制備了結(jié)構(gòu)為ITO/PEDOT(:)PSS/PCDTBT(:)PC71BM/LiF/Al的有機太陽能電池。考察了不同給、受體濃度以及不同的溶劑對器件性能的影響。從電流密度-電壓曲線分析確定最佳的濃度比及最佳溶劑。同時，考察