聚合物光伏電池的性能優(yōu)化及穩(wěn)定性研究.pdf

1、相比于傳統(tǒng)無機光伏電池，聚合物光伏電池具有廉價、無毒、可實現(xiàn)大面積柔性制備等顯著優(yōu)勢。然而，較低的光電轉換效率和較差的壽命及穩(wěn)定性嚴重制約了其商業(yè)化進程。同時在簡化器件制備工藝、降低生產成本等方面也存在許多問題需要解決。本論文針對提高有機光伏電池的光電轉換效率及穩(wěn)定性進行選題，研究了苯甲酸鋰新型陰極修飾層提高有機光伏電池的性能以及利用添加劑調控活性層的微觀形貌及其形貌穩(wěn)定性兩方面工作，具體內容如下：
　　 1、研究了真空熱蒸鍍法

2、制備基于苯甲酸鋰(C6H5COOLi)為陰極修飾層的有機光伏器件?？疾炝薈6H5COOLi陰極修飾層的厚度對器件性能及存儲穩(wěn)定性的影響。結果表明：C6H5COOLi陰極修飾層厚度為1nm時的器件性能得到最大優(yōu)化，光電轉換效率(PCE)達到(3.41±+0.07)％，相比于不加任何修飾層的器件，其穩(wěn)定性提高了將近1倍。C6H5COOLi熱沉積過程分解釋放出具有低功函數的Li，減小了活性層和陰極之間的界面電阻，增強了內建電場有利于電荷的傳輸

3、。此外，C6H5COOLi陰極修飾層還能夠作為有機活性層的保護層，起到阻擋空氣中的水和氧的作用，減緩了有機光伏電池的衰減趨勢。
　　 2、研究了利用溶液旋涂法制備基于苯甲酸鋰(C6H5COOLi)為陰極修飾層的有機光伏器件。考察了旋涂不同濃度的C6H5COOLi乙醇溶液對器件性能的影響。結果表明：可以在較寬的濃度范圍內(0.2～0.8 mg/ml)通過旋涂法制備C6H5COOLi陰極修飾層以提高器件的性能，特別是對填充因子(FF

4、)的改善尤為顯著。器件的PCE最高可達(3.84±0.16)％。溶液旋涂法制備C6H5COOLi緩沖層，既能夠降低活性層和陰極之間界面勢壘，形成歐姆接觸，減小器件串聯(lián)電阻，同時還能有效地增大器件的并聯(lián)電阻，降低漏電程度。此外，旋涂法制備陰極修飾層簡化了光伏器件的制備工藝，從一定程度上可以降低有機聚合物光伏電池的生產成本。
　　 3、研究了以過氧化二叔丁烷(DTBP)作為P3HT：PCBM活性層添加劑的三組分有機光伏電池。考察了D

5、TBP的用量和熱處理溫度及時長對電池性能的影響。結果表明：加入0.5wt％的DTBP，經過20分鐘熱處理后，器件性能得到極大改善，Jsc=(10.44±0.13)mA/cm2，F(xiàn)F=(57.61±1.56)％，Voc=(0.63±0.00)V，PCE=(3.82±0.11)％。與參比器件相比，Jsc、FF和PCE分別提高了10％、26％和33％。場效應測試結果表明：添加劑的加入使得器件的遷移率提高了1-2個數量級，顯著提高了器件的填充因