C,60和PCBM共掺P3HT体异质结太阳能电池的研究.pdf

北京交通大学
硕士学位论文
C<,60>和PCBM共掺P3HT体异质结太阳能电池的研究
姓名:雷德生
申请学位级别:硕士
专业:光学
指导教师:侯延冰
20090701
中文摘要能量转换效率可以轻松突破%,但是由于硅材料具有较高的成本,使其发展大械性和柔韧性、化学结构的可操作性使其变得非常有潜力,当前基于低,发展受到一定制约。因此目前的研究主要集中在材料的选择和器件结构的优退火温度下性能有很大的不同,使用器件退火姆绞剑下畹臀凑季莨斓,使得太阳能电池的开路电压有な盗似骷嘶鸬姆椒ǹ梢杂行г龃笃骷牟⒘5缱韬涂B返缪梗煌笔褂器件退火的方式减少了串联电阻,使有机层和金属电极之间有更好的分离界面,薄膜有更好的自组装效应,太阳能电池有更高的的短路电流密度;且以和的相分离尺度,器件的性能也相应较高。太阳能作为一种清洁的可再生能源越来越引起人们的重视,无机太阳能电池受限制。而对于聚合物光伏器件,由于其具有较低的材料和制作成本、良好的机】和的光伏器件能量转换效率可以突破ィ胛藁裟艿绯叵啾龋渥;恍时冉化上面。本文首先回顾了基于聚合物/富勒烯的体异质结太阳能电池的发展历程和发展现状;而后介绍在聚合物光伏中常用的几种材料器件的结构,接着介绍了有机光伏的基本机理。最后针对目前有机光伏光电转换率较低的不足,使用蚉作为电子受主共同掺杂到施主材料中,分析了拊诟纳破骷阅芊矫娴淖用,同时研究了退火方式以及溶剂效应对于::逡熘式峁夥逑滴区形貌和器件性能的影响。本文使用蚉魑5缱邮芴宥訮粼又瞥商逡熘式崽裟艿绯兀分另票噶疨:疨篜虸/篜/::疉骷ü;恍率有了显著的增长;疨:疨篜篊/器件在不同退火方式和对光伏器件热处理分钟,器件的性能较高;不同溶剂对有机薄膜的微区形貌有很大影响,最终影响电池的光电转换效率。具体结果如下:贑加入以后,改善了电子受主材料的能级了一定的增长。膊鬚墓夥骷℃下对器件退火处理,薄膜内三种物质有最佳瓹在不同溶剂中溶解度不同,;::植牧先苡贠保骷籦
更好的表面形貌,最终改善了器件的短路电流密度和光电转换效率。诙缺为溶剂的前提下,::∧さ男蚊惨S庞:的形貌;使用氯苯:邻二氯苯的混合溶剂,随着加入,甚至可以产生贯穿整个有机层的缱哟渫ǖ溃岣吡擞谢愕牡缱哟输能力和阴极的电子收集能力:即在金属电极附近,受主分子的相对面积变大,解决了体异质结中电子、空穴不能分别被阴极、阳极所接收的问题,最终改善了太阳能电池的光电转换效率.%关键词:有机光伏器件缱邮苤鰿∞混合溶剂分类号:
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独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研撰写过的研究成果,也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名:签字日期:年月日
夕年孪θ学位论文作者签名:偶像盐签字日期:力刁年学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特提供阅览服务,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得导师签名:签字日期:己,
致谢本论文的工作是在我的导师侯延冰教授的悉心指导下完成的,侯延冰教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢两年来侯延冰老师对我的关心和指导。在侯老师,杨盛谊,娄志东老师悉心指导下,我们完成了实验室的科研工作,在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助,在此向杨老师和娄老师表示衷心的谢意。李云白老师对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见,在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间,冯志慧、师全民,孟韦唯,祈少杰,张波等同学对我论文中的理论,仪器操作方面研究工作给予了热情帮助,在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢家人父母,他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。
第一章绪论引言能电池,因此其应用性就显得非常广泛。首先它可以卷曲,在使用的时候平铺开等特点,其在替代无机光伏方面具有很大潜力。但在目前主要存在的是以高校科的市场机制和商业模式,存在很大的局限性,造成目前有机光伏发展相对缓慢。目前实验室制作太阳能电池效率仅有%,而在成立专门的有机光伏商业公司以后,通过专业化