聚合物太陽能電池電子傳輸及三元體異質結結構研究.pdf

1、聚合物太陽能電池器件因活性層因制備簡單、成本低、質量輕且污染小等諸多優(yōu)點而備受業(yè)界關注，已成為光伏器件市場中的后起之秀。目前聚合物太陽能電池器件研究主要集中在窄帶系高吸收給體材料、給體材料能級調控、電極修飾層材料以及無毒溶劑下高效率電池制備等方面；然而對太陽能電池結構改進及優(yōu)化工作的研究報道卻很少，這導致太陽能電池的結構十分單一。本文基于聚合物太陽能電池的基本制備研究，改善器件結構從而優(yōu)化聚合物太陽能電池性能，具體工作從以下三方面開展。

2、
　　第一，制備基于P3HT、PTB7給體材料的太陽能電池，太陽能電池制備過程中，研究退火溫度、活性層溶劑和添加劑等因素對太陽能電池各個參數的影響。P3HT材料能實現3.32％的功率轉換效率。在PTB7器件的制備中，使用了兩種不同的基本結構，強調了電極修飾層對器件的重要性，使用LiF修飾材料時，器件的效率達到7.5%，BCP做空穴阻擋層時，電池能實現7.6%的效率。
　　第二，電子傳輸層應用在OPV器件中的研究。通過研究電子

3、傳輸層的最高占據分子軌道（HOMO）能級，阻擋空穴進入陰極，從而減少載流子淬滅，通過比較TmPyPb、TPBi、AlQ3以及LiF電極修飾材料制備的電池性能參數，5 nm的TmPyPb應用在器件中，功率轉換效率能達到3.76%，相比于LiF，器件的效率提高了將近16%，開路電壓提高了0.03 V。實驗表明電子傳輸層有利于改善電池器件功率轉換效率，提高開路電壓，與此同時維持一個較好的串聯電阻，而在加熱退火的實驗中，電子傳輸層材料有效的阻止

4、了Li離子擴散進入活性層材料中，讓電池的功率轉換效率維持在一個較高的水平上。
　　第三，研究三元體異質結太陽能電池。即給體：給體：受體（Donor:Do nor:Accep tor）作為活性層，在兩種給體材料(P3HT、PTB7)不同濃度比例與受體材料PC60BM搭配，提高活性層的光譜吸收范圍，研究給體與給體之間的能級差值、以及通過調整不同的給體材料濃度比例、使用不同溶劑以及薄膜表面粗度對器件參數的影響。實驗結果表明，P3HT:P