聚合物有機(jī)太陽能電池器件的研究.pdf

1、當(dāng)今世界隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源問題越來越引起人們的重視。礦物燃料枯竭引起的能源危機(jī)，燃燒礦物燃料引起的溫室效應(yīng)使得人類的生存環(huán)境面臨重大挑戰(zhàn)。占地球總能量99﹪以上的太陽能逐漸進(jìn)入人們的視野，太陽能所具有的分布廣闊獲取方便、對(duì)人無害不污染環(huán)境、取之不盡用之不竭的優(yōu)點(diǎn)受到眾多科學(xué)家的青睞。本論文則是針對(duì)具體基于聚合物有機(jī)太陽能電池的研究，主要在兩個(gè)方面進(jìn)行了有益探索： 第一，對(duì)于不同結(jié)構(gòu)的有機(jī)太陽能電池的比較研究。我們使用了ME

2、H-PPV為給體(空穴傳輸)、C60為受體(電子傳輸)首先制備了分層和體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的兩聃器件，器件結(jié)構(gòu)為ITO/PEDOT：PSS/MEH-PPV/C<,60>Al和ITO/PEDOT：PSS/MEH-PPV：C<,60>/Al。之后又制備了結(jié)構(gòu)為ITO/PEDOT：PSS/MEH-PPV：C<,60>/C<,60>/Al的第三個(gè)器件。我們比較了這三種器件的光伏性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)器件3的短路電流密度(Jsc)比器件1和器件2的分別增加了300﹪

3、和150﹪，開路電壓(V<,oc>)分別增加了100﹪和20﹪。這主要是由于C<,60>層增加了電子由受體傳輸?shù)截?fù)電極的通道并增大了給體受體界面面積。另一原因是這一C<,60>層一定程度地阻擋了空穴從有機(jī)物向陰極的傳輸。因此這一結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)有效地改善了電池的性能。 第二，基于對(duì)前面工作的進(jìn)一步深入，探討了對(duì)于有機(jī)太陽能電池的陽極修飾的比較研究，得到了令人興奮的結(jié)果。在這一部分共制備了四種不同結(jié)構(gòu)的有機(jī)太陽能電池器件。其器件結(jié)構(gòu)是

4、，器件1：ITO/LiF/PEDOT：PSS/MEH-PPV/C<,60>/Al、器件2：ITO/PEDOT：PSS/MEH-PPV/C<,60>/Al、器件3：ITO/LiF/PEDOT：PSS/MEH-PPV：C<,60>/C<,60>/Al和器件4：ITO/PEDOT：PSS/MEH-PPV：C<,60>/C<,60>/Al。之后我們測量了它們的電流一電壓特性，結(jié)果顯示出在ITO和PEDOT：PSS之間插入一薄層LiF使得器件性能

5、得到較大提高。其器件1的J<,SC>和FF比器件2的提高了74﹪和31﹪；器件3的J<,SC>比器件4的提高了約40﹪。這主要是由于LiF層在ITO和PEDOT：PSS之間形成了良好的界面特性，并且本文作者推測LiF層可能有效地抑制了空穴向陽極的傳輸。因此，這種結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)有效地提高了有機(jī)太陽能電池的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，由于增大了給體受體界面面積，互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的有機(jī)太陽能電池優(yōu)于分層結(jié)構(gòu)和體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的有機(jī)太陽能電池；由于修飾物有著良好