三元體異質(zhì)結(jié)有機(jī)太陽能電池及激子分離效率研究.pdf

1、為了拓寬有機(jī)聚合物太陽能電池對太陽光譜的吸收范圍，論文中首先探索了摻雜低帶隙聚合物PCPDTBT對三元電池P3HT∶PCPDTBT∶ICBA性能影響，在經(jīng)過改變摻雜配比、退火條件、化學(xué)添加劑（1，8-辛二硫醇）的使用后，研究發(fā)現(xiàn)摻雜PCPDTBT后電池器件的短路電流密度相對P3HT∶ICBA器件有所下降，并且降低幅度隨著PCPDTBT摻雜濃度增加而增大。
　　基于以上研究，論文中研究了有機(jī)太陽能電池激子分離效率的計(jì)算，通過利用給受

2、體材料的吸收光譜、發(fā)射光譜計(jì)算出給受體結(jié)構(gòu)中的激子分離效率，論文中介紹的方法簡單易實(shí)現(xiàn)，該研究可為體異質(zhì)結(jié)有機(jī)聚合物太陽能電池給受體材料選擇提供依據(jù)。同時(shí)通過該方法研究發(fā)現(xiàn)PCPDTBT與ICBA之間激子分離效率過低，只有12％，影響了三元電池器件中自由載流子的產(chǎn)生，進(jìn)而影響了電池器件的短路電流密度。
　　論文中制備基于不同給體(P3HT, PCPDTBT)與受體(PCBM，ICBA，F(xiàn)8BT)匹配組合的光伏器件，通過分析給受體材

3、料以及給受體混合薄膜的穩(wěn)態(tài)光吸收與發(fā)射研究了激子猝滅效率，以此表征解離的激子在給受體之間的電荷轉(zhuǎn)移態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)，在P3HT∶PCBM、PCPDTBT∶PCBM體系中各給體的激子猝滅效率均在70％左右，而PCPDTBT∶ICBA體系中給體的激子猝滅效率只有12％。該結(jié)果很好地解釋了不同給受體體系電池器件的短路電流密度Jsc的變化。進(jìn)一步分析各給受體體系能級圖發(fā)現(xiàn)，不同給受體LUMO能級之差將影響材料的激子猝滅效率。對于P3HT∶F8BT器