新型有機太陽能電池的制備及其性能研究.pdf

1、隨著化石能源的日益枯竭和世界范圍內(nèi)對清潔能源的需求不斷增長，人們對開發(fā)新能源技術(shù)的呼聲日益高漲。有機太陽能電池由于具有器件結(jié)構(gòu)和制備過程簡單、質(zhì)輕、可大面積制備、可彎曲、加工成本低以及環(huán)境友好等眾多突出優(yōu)點而備受研究者關(guān)注。提高聚合物太陽能電池效率的研究切入點包括研究開發(fā)高效率的給受體材料，活性層形貌控制，溶劑添加劑、器件結(jié)構(gòu)優(yōu)化，界面能級修飾等方面。其中在界面修飾方面，許多材料已經(jīng)研究的十分成熟。界面材料的使用使得器件性能有所提高，而

2、新穎的給受體材料也使器件效率不斷提高。本論文以摻雜金屬氧化物為研究對象，研究了釩、鉍摻雜的鉬氧化物作為陽極界面材料，并研究了兩種新型的 D-A共聚物在太陽能電池中的應(yīng)用，主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下：
　　1.以偏釩酸銨和鉬酸銨為原料合成了p型摻雜化合物MoO3-V2O5，作為陽極界面修飾材料用于聚合物太陽能電池器件，分別對不同摻雜比例的化合物以及陽極修飾層的厚度進行了研究，得出在鉬釩摻雜的摩爾比為4:1，陽極界面修飾層厚度為2 nm，

3、器件性能最優(yōu)，其能量轉(zhuǎn)換效率為4.32％。結(jié)果表明，p型摻雜化合物MoO3-V2O5作為陽極修飾層，對光有較高的透過率、較高的空穴遷移率、平整的界面粗糙度和更加匹配的能級等，這些因素都有助于提高電池器件的填充因子及能量轉(zhuǎn)換效率。
　　2.以硝酸鉍和鉬酸銨為原料合成了p型摻雜化合物MoO3-Bi2O3，同樣作為太陽能電池的陽極界面修飾材料。當鉬鉍摻雜摩爾比為7:3，修飾層厚度為2 nm時，器件性能最優(yōu)，其能量轉(zhuǎn)換效率為4.22％。X

4、PS測試表明，真空蒸鍍后的摻雜化合物樣品與未蒸鍍之前組成一致。紫外可見光譜測試表明，加入Bi可以使得光透過率提高。原子力顯微鏡測試表明摻雜化合物界面有著更低的粗糙度。鉍鉬化合物在有機太陽能電池中作為陽極界面修飾材料，有一定的應(yīng)用前景。
　　3.以兩個新型的D-A共聚物PTTPPz-BDT和PTTPPz-BDTT作為給體，應(yīng)用在有機太陽能電池中，進行了退火溫度、給受體比例、受體選擇等條件優(yōu)化研究，得到最優(yōu)的PTTPPz-BDTT/P