有機太陽能電池器件的界面修飾和活性層優(yōu)化的研究.pdf

1、本文的主要工作是對有機太陽能電池器件的優(yōu)化及其性能研究，具體工作分為兩部分：（1）界面緩沖層對于改善器件性能和提高器件穩(wěn)定性的研究；（2）活性層的優(yōu)化和給體分子的結(jié)構(gòu)對器件性能的影響。兩部分的摘要如下：
　?。?）一種低成本、易制備并且可溶液處理的碳點作為電子傳輸層應用在小分子和聚合物太陽能電池器件當中，結(jié)果器件的性能和穩(wěn)定性都得到大幅度改善。我們以 DR3TBDTT:PC71BM為活性層的小分子太陽能電池為例，系統(tǒng)的研究了器件性

2、能改善和穩(wěn)定性提高的原因。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)碳點作為電子傳輸層首先降低了鋁電極的功函，有利于電荷的提??；其次明顯降低了器件的串聯(lián)電阻，增加了并聯(lián)電阻并且電子和空穴的傳輸還達到了相對的平衡，從而提高了短路電流和填充因子。此外就是碳點本身對空氣中的水分和氧不敏感的特性增強了器件的穩(wěn)定性。
　?。?）以兩種側(cè)鏈烷基鏈不同的DIN3TC16Cz和DIN3TC17Cz為給體材料，以 PC71BM為受體材料，通過一系列對活性層的優(yōu)化，最終以DIN3

3、TC16Cz:PC71BM為活性層的器件通過熱退火處理器件效率由原來的1.27％提高到5.5%；以 DIN3TC17Cz:PC71BM為活性層的器件通過溶劑蒸氣退火處理器件效率由原來的2.94%提高到6.46%。我們研究了一下活性層優(yōu)化過后器件性能改善的原因，以及僅側(cè)鏈烷基鏈的不同導致活性層在優(yōu)化過程中處理條件不同的原因。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)在各自的最佳優(yōu)化條件下，活性層的形貌都取得了適當?shù)南喾蛛x程度和互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及載流子具有更高的遷移率；側(cè)