小分子有機太陽能電池及CdSe納米晶與有機材料復(fù)合的發(fā)光器件的研究.pdf

1、隨著各國經(jīng)濟的高速發(fā)展，能源問題逐漸成為各國的首要問題，對可再生能源的有效利用成為急待解決的問題。太陽能電池是一種可直接將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，所以它一直是世界各國作為新的清潔能源的主要研究的目標(biāo)之一。本論文主要針對影響有機太陽能電池性能的因素進行一些實驗工作，還對CdSe納米晶的合成及電致發(fā)光器件的發(fā)光性能做了一些研究。主要包括下面的內(nèi)容： 1.以CuPc為光敏層，以ITO(功函數(shù)是4.8eV)和Al(功函數(shù)是4.2eV)為

2、電極制備了肖特基結(jié)構(gòu)的太陽能電池，由于這種結(jié)構(gòu)的器件的開路電壓(Voc)的上限由兩個電極的功函數(shù)差值決定，這和實驗中得到的Voc的范圍在0.4-0.52V是一致的。但是，用PEDOT：PSS修飾ITO電極時，發(fā)現(xiàn)短路電流(Isc)提高了一倍，但是Voc卻下降了一半，這可能是修飾層的加入降低了器件的并聯(lián)電阻導(dǎo)致Voc的降低，并且修飾層的加入也降低了器件的串聯(lián)電阻因此Isc增大。 2.在用小分子材料CuPc、PTCDA、C60和聚合

3、物材料MEH-PPV制備的雙層異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的有機太陽能電池中，發(fā)現(xiàn)材料本身對器件性能的影響很大，材料的激發(fā)態(tài)壽命越長說明它的激子擴散長度越長，在其中形成的激子解離的比例增大，而提高器件的Isc；兩種材料在可見光范圍內(nèi)的吸收覆蓋越大越好，可以與太陽光譜形成較好的匹配，使光生載流子產(chǎn)生的幾率增大，從而提高器件的Isc。 3.用BCP作為雙層器件的有機層和陰極之間的修飾層，發(fā)現(xiàn)器件的電壓電流都有了很大的提高，這主要是由于BCP的引入可以

4、保護C60薄膜在沉積金屬電極時受到破壞，又由于BCP的帶隙寬度較大為3.5eV，因此可以把在C60上形成的激子限制在C60中而允許解離的電子通過在沉積電極時擴散到BCP中形成的局域能級而到達(dá)負(fù)極使收集效率提高。 4.采用簡單的化學(xué)合成方法在水溶液中以巰基乙酸為穩(wěn)定劑制備了CdSe納米晶。在室溫下測量了X射線光電子能譜(XPS)以及透射電子顯微鏡(TEM)及不同尺寸的CdSe納米晶的紫外可見吸收光譜和發(fā)射光譜，結(jié)果證實了CdSe納

5、米晶的形成，并且顆粒的尺寸越小，發(fā)射譜的發(fā)射峰位置藍(lán)移，吸收光譜的吸收邊相對于體相材料有較大的藍(lán)移，量子限域效應(yīng)明顯。并將其作為發(fā)光層制備了電致發(fā)光器件，對它們的發(fā)光特性進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在光致發(fā)光中PVK的發(fā)光很強，但是在電致發(fā)光中它的發(fā)光卻被抑制了，最終得到了CdSe納米晶的電致發(fā)光，這說明在電致發(fā)光中載流子注入機制占主要地位，PVK只是起到了空穴注入和傳輸?shù)臉蛄?。更為有趣的是在電致發(fā)光光譜中有一個新的峰值出現(xiàn)，比較峰值位置和器件