P型摻雜有機(jī)聚合物應(yīng)用于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池.pdf

1、在過(guò)去的幾年時(shí)間里，光伏太陽(yáng)能電池領(lǐng)域見(jiàn)證了一種基于鈣鈦礦為吸光材料的太陽(yáng)能電池的迅速發(fā)展。到目前為止，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池已經(jīng)在短短的幾年間將其效率提高至22.1%。鈣鈦礦材料具有一些獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)點(diǎn)，例如其擁有較寬的吸光譜帶，較高的吸光效率，較高的載流子遷移率以及較高的載流子遷移距離。在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的組成中，空穴傳輸材料負(fù)責(zé)將光生空穴提取并遷移至對(duì)電極材料，因此在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中起到極其重要的作用。
　　導(dǎo)電聚合物P3HT作為

2、一種模型分子已經(jīng)在光伏器件領(lǐng)域得到廣泛研究。然而，基于單純P3HT作為空穴傳輸材料的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池還未取得較高的能量轉(zhuǎn)換效率。較弱的P3HT載流子遷移能力是限制鈣鈦礦太陽(yáng)能電池未能取得高效率的關(guān)鍵原因。p型分子摻雜為提高 P3HT的電導(dǎo)性能提出了一種的解決方法。因此，本論文引入了一種簡(jiǎn)單的p型分子F4TCNQ對(duì)P3HT聚合物材料進(jìn)行摻雜。在最佳摻雜質(zhì)量比為1.0%的條件下，這種基于摻雜物 P3HT:F4TCNQ作為空穴傳輸材料的鈣鈦礦

3、太陽(yáng)能電池效率可以達(dá)到14.4%，要高于同等條件下未摻雜的 P3HT或傳統(tǒng)摻雜物 LiTFSI和 TBP摻雜 P3HT時(shí)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率。同時(shí)，由于放棄了使用具有吸潮性和腐蝕性的摻雜物，因此基于P3HT:F4TCNQ作為空穴傳輸材料的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存穩(wěn)定性也得到了提高。
　　此外，本論文介紹了F4TCNQ摻雜D-A型共聚物PCPDTBT作為空穴傳輸材料應(yīng)用于介孔結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中。在最佳摻雜質(zhì)量比為6%的條件

4、下，空穴傳輸材料的電導(dǎo)率提高了4個(gè)數(shù)量級(jí)，光譜學(xué)分析證明了p型摻雜提高了空穴傳輸材料的電導(dǎo)率，使電荷得到有效收集，增強(qiáng)了光電流，從而使得鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率提升至15.1%，這是目前為止以PCPDTBT為空穴傳輸材料的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的最高效率，并且遠(yuǎn)高于單純PCPDTBT作為空穴傳輸材料時(shí)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率。同時(shí)，疏水性的PCPDTBT:F4TCNQ薄膜保證了鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存穩(wěn)定性。因此，p型分子摻雜有希望成為一種有