基于聚合物異質(zhì)結(jié)的染料敏化太陽(yáng)能電池研究.pdf

1、聚合物太陽(yáng)能電池(PSC)和染料敏化二氧化鈦納晶太陽(yáng)能電池(DSSC)是近年來(lái)太陽(yáng)能電池研究的熱點(diǎn)。將聚合物電池的關(guān)鍵部件——聚合物異質(zhì)結(jié)應(yīng)用于染料敏化太陽(yáng)能電池，該異質(zhì)結(jié)既可代替染料敏化電池的液體電解質(zhì)，也可部分替代染料敏化電池的染料，從而提高了電池的效率，簡(jiǎn)化制備工藝，降低了器件成本，具有重要意義?；谏鲜鏊悸?，本文組裝了三種太陽(yáng)能電池，研究材料制備、組成、結(jié)構(gòu)和太陽(yáng)能電池光電性能的關(guān)系，獲得較好的結(jié)果。本文的主要內(nèi)容如下：

2、　　 第一章，分別對(duì)染料敏化太陽(yáng)能電池和聚合物太陽(yáng)能電池作了綜述，并對(duì)其基本結(jié)構(gòu)和工作原理，以及影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)。
　　 第二章，重點(diǎn)對(duì)異質(zhì)結(jié)聚合物太陽(yáng)電池的電池結(jié)構(gòu)、制備流程、性能測(cè)試和表征方法進(jìn)行系統(tǒng)闡述。
　　 第三章，基于PCBM/P3HT異質(zhì)結(jié)的染料敏化太陽(yáng)能電池。以聚3–己基噻吩（P3HT）和與C60的衍生物6,6–苯基–C61丁酸甲酯（PCBM）的異質(zhì)結(jié)代替I–/I3–氧化還原電解質(zhì)作為載流子傳輸介

3、質(zhì)，組裝一種基于PCBM/P3HT異質(zhì)結(jié)的染料敏化太陽(yáng)能電池。并用SEM、UV-Vis、IPCE等波譜技術(shù)對(duì)其復(fù)合膜作了表征。研究了PCBM/P3HT比例、光照時(shí)間和阻擋層對(duì)電池光電性能的影響。結(jié)果表明：PCBM和P3HT共混后，形成異質(zhì)結(jié)體系，能隙變窄，共軛程度和導(dǎo)電性增強(qiáng)；加入阻擋層，在100mW·cm-2光照條件下，電池的短路電流為5.52 mA·cm-2，光電轉(zhuǎn)換效率為3.09％。
　　 第四章，基于PCBM/P3HT異

4、質(zhì)結(jié)的雜化太陽(yáng)能電池。以PCBM/P3HT代替I–/I3–氧化還原電解質(zhì)作為載流子傳輸介質(zhì)并代替敏化染料，組裝一種無(wú)染料無(wú)電解質(zhì)的基于PCBM/P3HT異質(zhì)結(jié)的雜化太陽(yáng)能電池，并用UV-Vis、IPCE、PL等波譜技術(shù)作了表征。研究了溫度、阻擋層和PCBM/P3HT比例等對(duì)電池光電性能的影響。結(jié)果表明：PCBM和P3HT共混后，不但具有PCBM對(duì)紫外光的吸收特性，而且具有P3HT在可見光、近紅外的吸收特性；加入阻擋層后的雜化電池在100

5、mW·cm-2光照條件下，電池的短路電流為5.47 mA·cm-2，光電轉(zhuǎn)換效率為2.97％。沒有經(jīng)過(guò)染料敏化的電池效率僅降低了3.3％，這表明，PCBM/P3HT異質(zhì)結(jié)不僅具有載流子傳輸功能，還具有光敏化作用，簡(jiǎn)化了太陽(yáng)能電池制備工藝，進(jìn)一步降低電池的成本。
　　 第五章，基于PCBM/P3HT異質(zhì)結(jié)的染料敏化柔性太陽(yáng)能電池。相同條件下以柔性導(dǎo)電基體制備PCBM/P3HT異質(zhì)結(jié)柔性太陽(yáng)能電池，并用IR、UV-Vis等波譜技術(shù)對(duì)