功能材料的摻雜對基于P3HT-PCBM有機太陽電池性能影響的研究.pdf

1、有機太陽能電池因其制造成本低、具柔性和可大面積制造等無可替代的優(yōu)點成為光伏太陽能科研的熱點。然而，要想使有機太陽能真正成為商業(yè)化的商品，其器件的光電轉(zhuǎn)化效率必須取得極大地提高。本文介紹了有機太陽能電池的原理和制作方法、常用材料及器件中光致電子的轉(zhuǎn)移機理，通過在活性層內(nèi)摻雜金屬納米鋁粒子及熒光淬滅劑，研究了摻雜物有機太陽能電池性能的影響。本文的研究結(jié)果將為以后的研究提供借鑒。主要研究工作如下：
　　（1）本文研究了金屬納米鋁顆粒的摻

2、入對以P3HT/PCBM為活性層的有機太陽能電池性能的影響。本文比較了四個不同條件下電池所表現(xiàn)的性能，并對不同條件下活性層的吸收譜和粗糙程度以及電池的外量子效率進行了研究，最后得到了金屬納米鋁與活性液的質(zhì)量比為10%時，器件的轉(zhuǎn)化效率η從2.8%提高到了3.65%。通過結(jié)果發(fā)現(xiàn)金屬納米鋁顆粒的摻雜不但增強了活性層的吸光率，而且擴寬了活性層對光吸收的波譜范圍，同時也有利于激子的產(chǎn)生和收集。因此，在活性層內(nèi)摻雜適量的金屬納米鋁顆粒就使得光子

3、轉(zhuǎn)化為電子的效率增強了，進而提高了有機光伏器件的效率。
　　（2）本文以有機太陽能電池中的光物理過程為基礎，通過抑制熒光的方法來增多載流子轉(zhuǎn)移的數(shù)目，進而提高器件的光電轉(zhuǎn)化性能。本實驗中，所有器件均在相同條件下制備而成，然后分別在活性層內(nèi)摻雜不同劑量的二硝基苯、硝基苯以及硝基苯和二硝基苯共混物。通過分析了不同條件下器件的性能參數(shù)和外量子效率，研究熒光強度和器件性能的關系。最后，我們得到當二硝基苯在活性層內(nèi)摻雜的質(zhì)量分數(shù)為24%時，