基于可溶小分子材料的有機(jī)太陽能電池研究.pdf

1、有機(jī)太陽能電池（Organic Solar Cells, OPVs）由于價格低廉，質(zhì)量輕、原材料來源廣泛、制備工藝簡單易規(guī)?；a(chǎn)等優(yōu)點，逐漸受到世界各國專家學(xué)者的追捧。據(jù)最新文獻(xiàn)報道，單層有機(jī)體異質(zhì)結(jié)光伏電池的轉(zhuǎn)換效率已突破11％。本論文以小分子材料SDF作給體，通過不斷優(yōu)化給體濃度、給受體比例，在傳統(tǒng)的PTB7:PC71BM二元體異質(zhì)結(jié)電池器件中摻雜SDF，拓寬有機(jī)電池器件對光譜的吸收，增加器件活性層光誘導(dǎo)電荷的產(chǎn)生，從而制備高性能

2、的有機(jī)光伏電池器件。研究的內(nèi)容分為以下幾個部分：
　　1.以SDF為給體，以PC71BM為受體材料，研究不同的給體濃度對器件性能的影響。研究結(jié)果表明，降低活性層的給體濃度可以提升器件的性能。有機(jī)太陽能電池活性層溶液中給受體比例為1:2保持不變，給體濃度由20 mg/ml下降為8 mg/ml，器件的短路電流Jsc從4.12 mA/cm2提升到6.10 mA/cm2，開路電壓 VOC保持不變?yōu)?.97±0.02 V，填充因子FF從22

3、.28%提升為25.27%，電池的光電轉(zhuǎn)化效率從0.90%提升到1.50%。
　　2.以 SDF為給體，以 PC71BM為受體材料，研究活性層給體與受體比例對器件性能的影響。研究結(jié)果表明，增大活性層中受體比例可以顯著提升器件的性能。保持活性層溶液中給體濃度為8 mg/ml不變，給受體比例由1:2變?yōu)?:5，電池器件的短路電流Jsc從6.10 mA/cm2提升到7.76 mA/cm2，開路電壓 VOC保持不變?yōu)?.97±0.02 V

4、，填充因子FF從25.27%提升為35.69%，電池的光電轉(zhuǎn)化效率從1.50%提升到2.60%。
　　3．小分子材料SDF作為第三種成分摻入PTB7:PC71BM體系,研究不同的摻雜濃度對有機(jī)電池性能的影響。基于PTB7:PC71BM的二元有機(jī)電池器件的短路電流 JSC為15.09mA/cm2，開路電壓 VOC為0.71V，填充因子 FF為66.08%，光電轉(zhuǎn)化效率PCE為7.09%。當(dāng)摻雜少量的小分子材料作給體，即PTB7:SD