基于氧化石墨烯-聚合物光伏特性的研究.pdf

1、目前有機(jī)聚合物太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率較低,國際科研人員的科研重點(diǎn)集中在如何通過聚合物與無機(jī)材料復(fù)合來提高器件的光伏性能。石墨烯具有最高的載流子遷移率和最大的比表面積,能夠很好的和聚合物材料形成接觸。MEH—PPV和P3HT是聚合物光伏材料中非常成熟的兩種,本文重點(diǎn)研究氧化石墨烯與這兩種聚合物材料復(fù)合器件的光伏機(jī)理和性質(zhì),主要研究內(nèi)容如下:
　　 1.以Hummers法為基礎(chǔ)制備了氧化石墨烯,用異氰酸本質(zhì)對氧化石墨烯進(jìn)行還原處理

2、,得到還原后的氧化石墨烯。通過XRD、FTIR、SEM、TEM和Raman光譜等表征手段對產(chǎn)物進(jìn)行了表征,通過四探針測量儀對產(chǎn)物進(jìn)行了測試。制備出了達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的氧化石墨烯,經(jīng)過還原處理的氧化石墨烯的電導(dǎo)率有了很大的提高,呈現(xiàn)出由氧化石墨向石墨的變化。
　　 2.我們采用在聚合物中摻雜經(jīng)過還原的氧化石墨烯,制備了結(jié)構(gòu)為ITO/聚合物-氧化石墨烯/Al的光伏器件,研究了不同氧化石墨烯濃度與開路電壓、短路電流和填充因子的關(guān)系。通過光

3、致發(fā)光和器件的Ⅰ—Ⅴ曲線,得出結(jié)論氧化石墨烯起到了電子受體的作用,防止了自由電子空穴的耦合,氧化石墨烯的量子隧穿效應(yīng)可以提高器件的載流子遷移率,增大短路電流和填充因子。
　　 3.我們提出了結(jié)構(gòu)為ITO/聚合物-氧化石墨烯-多壁碳納米管/Al的器件,研究了不同氧化石墨烯濃度和不同多壁碳納米管濃度對器件短路電流和填充因子的影響。我們認(rèn)為氧化石墨烯作為電子受體可以改善電子傳導(dǎo),多壁碳納米管可以起到傳導(dǎo)空穴的作用。在相同氧化石墨烯濃度