聚合物太陽能電池電子傳輸及三元體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)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(zhì)量輕且污染小等諸多優(yōu)點(diǎn)而備受業(yè)界關(guān)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(jí)調(diào)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(duì)太陽能電池結(jié)構(gòu)改進(jìn)及優(yōu)化工作的研究報(bào)道卻很少，這導(dǎo)致太陽能電池的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(duì)太陽能電池各個(gè)參數(shù)的影響。P3HT材料能實(shí)現(xiàn)3.32％的功率轉(zhuǎn)換效率。在PTB7器件的制備中，使用了兩種不同的基本結(jié)構(gòu)，強(qiáng)調(diào)了電極修飾層對(duì)器件的重要性，使用LiF修飾材料時(shí)，器件的效率達(dá)到7.5%，BCP做空穴阻擋層時(shí)，電池能實(shí)現(xiàn)7.6%的效率。
　　第二，電子傳輸層應(yīng)用在OPV器件中的研究。通過研究電子

3、傳輸層的最高占據(jù)分子軌道（HOMO）能級(jí)，阻擋空穴進(jìn)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(shù)，5 nm的TmPyPb應(yīng)用在器件中，功率轉(zhuǎn)換效率能達(dá)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(shí)驗(yàn)表明電子傳輸層有利于改善電池器件功率轉(zhuǎn)換效率，提高開路電壓，與此同時(shí)維持一個(gè)較好的串聯(lián)電阻，而在加熱退火的實(shí)驗(yàn)中，電子傳輸層材料有效的阻止

4、了Li離子擴(kuò)散進(jìn)入活性層材料中，讓電池的功率轉(zhuǎn)換效率維持在一個(gè)較高的水平上。
　　第三，研究三元體異質(zhì)結(jié)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(jí)差值、以及通過調(diào)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(duì)器件參數(shù)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，P3HT:P