界面修飾和器件結(jié)構(gòu)對有機太陽能電池的影響研究.pdf

1、有機太陽電池具有無可媲美的全固態(tài)、柔性大面積、低成本制備等突出優(yōu)點，目前成為國際上清潔可再生能源研究領(lǐng)域的一個重點研究方向。有機太陽電池的器件結(jié)構(gòu)中，電池活性層和電極之間的相界面結(jié)合態(tài)會直接決定器件的效率和穩(wěn)定性。因此，界面工程成為了提升有機太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率的有效途徑和關(guān)鍵因素。本文通過選擇界面修飾材料、改進器件結(jié)構(gòu)及優(yōu)化器件工藝，實現(xiàn)有機太陽能電池器件性能的提高。本論文具體工作包含以下幾個方面：
　?。?）UV處理對基于P3

2、HT:PCBM的有機太陽能電池性能的影響
　　在活性層P3HT：PCBM進行熱退火前，在惰性氣體環(huán)境中使用UV光對活性層進行處理。根據(jù)透射電子顯微鏡的圖像觀察到活性層的聚合態(tài)尺寸在受到UV照射后增加。X射線衍射和原子力顯微鏡表征表明，UV照射可改善P3HT相的結(jié)晶度，并且能優(yōu)化活性層的粗糙度。OPV器件性能測試的結(jié)果表明適當(dāng)時間的UV光照可以提高OPV器件的性能，其中OPV器件的最大能量轉(zhuǎn)換效率從3.5％提高到4.5%。
　

3、?。?）器件MoO3和PEDOT:PSS作為陽極界面修飾材料對于小分子OPV的影響
　　通過對OPV器件的活性層表面形貌、外部量子轉(zhuǎn)換效率的分析和對制備的OPV器件進行性能測試，發(fā)現(xiàn)使用MoO3的OPV器件的開路電壓和填充因子較使用PEDOT:PSS的OPV器件均有提升。并且通過原子力顯微鏡AFM圖像觀察發(fā)現(xiàn)，活性層制備在MoO3上比在PEDOT:PSS上的表面更平滑，對于OPV器件的性能有更好的提升，特別是提高了OPV器件能量轉(zhuǎn)

4、換效率。
　?。?）器件結(jié)構(gòu)對基于DIP:C60的小分子OPV性能的影響
　　研究有機小分子太陽能電池的兩種器件結(jié)構(gòu)的性能差別。通過比較制備出的OPV器件性能，發(fā)現(xiàn)摻雜結(jié)構(gòu)OPV器件的性能較佳，其能量轉(zhuǎn)換效率比平面結(jié)構(gòu)OPV器件高出了近43%。在此基礎(chǔ)上，分別使用BPhen和Alq3作為陰極緩沖層制備平面結(jié)構(gòu)OPV器件和摻雜結(jié)構(gòu)OPV器件。對于平面結(jié)構(gòu)OPV器件，存在Alq3的厚度最優(yōu)值，其制備的OPV器件的效率比使用BPh