聚合物太陽(yáng)能電池的界面層調(diào)控與活性層設(shè)計(jì)研究.pdf

1、活性層與電極之間的接觸面是聚合物太陽(yáng)能電池中重要的界面，它直接影響載流子的傳輸和收集;而聚合物太陽(yáng)能電池的活性層是吸收光能和完成光電轉(zhuǎn)換的主要結(jié)構(gòu)，界面層與活性層都對(duì)電池性能有著重要影響。如何在既不增加活性層厚度，又不影響電荷收集的狀態(tài)下，通過(guò)界面設(shè)計(jì)及構(gòu)筑來(lái)進(jìn)一步增加光的吸收，成為了聚合物太陽(yáng)能電池制備的關(guān)鍵。本論文圍繞聚3-己基噻吩∶富勒烯(P3HT∶PCBM)體系太陽(yáng)能電池與聚苯并二噻吩∶富勒烯(PTB7∶PCBM)體系太陽(yáng)能電池

2、展開(kāi)研究，通過(guò)插入復(fù)合薄膜對(duì)電池進(jìn)行界面層調(diào)控，同時(shí)針對(duì)活性層進(jìn)行制備工藝調(diào)整與摻雜無(wú)機(jī)納米晶研究以改善電池性能。首先研究了聚多巴胺/納米銀粒子(PDA/Ag)復(fù)合膜的制備及其在P3HT∶PCBM聚合物電太陽(yáng)能池中的應(yīng)用;其次探索了PTB7∶PCBM聚合物電池的活性層制備條件;最后制備了四針狀氧化鋅納米粒子并應(yīng)用于PTB7∶PCBM電池中。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　?。ㄒ唬┒喟桶吩谒芤褐锌梢岳萌芙庋醢l(fā)生自聚合并可以在導(dǎo)電玻璃表面形

3、成具有強(qiáng)粘附能力的聚多巴胺膜;聚多巴胺本身具有較強(qiáng)的還原能力，通過(guò)將帶有聚多巴胺膜的基片浸入硝酸銀溶液可以得到PDA/Ag復(fù)合膜。本實(shí)驗(yàn)探索了不同條件下制備PDA/Ag復(fù)合薄膜，進(jìn)行了形貌及吸光性能的表征，并將其應(yīng)用到P3HT∶PCBM聚合物電池中。發(fā)現(xiàn)單層聚多巴胺膜插入ITO與PEDOT∶PSS膜間可使電池性能得到明顯提升。
　?。ǘ┰诳諝猸h(huán)境中制作了結(jié)構(gòu)為ITO/PFN/PTB7∶PCBM/MoO3/Al的反型有機(jī)聚合物太陽(yáng)

4、能電池。對(duì)制作過(guò)程中溶液處理方式、薄膜干燥方式和活性層厚度控制等步驟做了不同嘗試，研究了不同制作步驟對(duì)太陽(yáng)能電池性能的影響;在不做任何封裝的條件下，電池經(jīng)100天放置后依然保持了最初效率的90％，證明了該反型電池在空氣中具有良好的穩(wěn)定性。
　?。ㄈ┯酶邷赜拖喾ㄖ苽淞怂尼槧罴{米氧化鋅晶須，對(duì)比了不同元素?fù)诫s，不同溶劑洗滌及不同提取方式對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，得出制備四針狀納米氧化鋅晶須的最佳實(shí)驗(yàn)條件，并對(duì)其應(yīng)用到PTB7∶PCBM電池中