有機(jī)太陽能電池器件的制備及優(yōu)化.pdf

1、有機(jī)太陽能電池以其較低的成本、較輕的重量以及可制備柔性器件等特點，受到了研究者的廣泛關(guān)注。以聚合物或者有機(jī)小分子為給體材料、富勒烯衍生物為受體材料制備的體異質(zhì)結(jié)有機(jī)太陽能電池是目前研究的熱點。
　　 本論文主要選取了幾種實驗室合成的有代表性的聚合物和有機(jī)小分子給體材料，與富勒烯衍生物受體材料通過共混的方式，制備了可溶液加工的電池器件，研究了給體材料結(jié)構(gòu)對器件性能的影響規(guī)律，并選取了一種聚合物給體材料，通過幾種器件工藝的手段，對其

2、進(jìn)行了器件性能的優(yōu)化，主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　 (1)研究了喹喔啉卟啉在光伏材料中的應(yīng)用，比較了主鏈由咔唑為給體單元，喹喔啉卟啉為受體單元，不同噻吩個數(shù)為π橋組成的聚合物的光伏性能，發(fā)現(xiàn)隨著噻吩個數(shù)的增加，聚合物的光伏性能逐漸提高的規(guī)律;同時還比較了當(dāng)選用三聯(lián)噻吩為π橋，喹喔啉卟啉為受體單元，不同給體單元的聚合物的光伏性能，發(fā)現(xiàn)選用不同的給體單元能很好的調(diào)節(jié)聚合物的HOMO能級的規(guī)律，選用咔唑作為給體單元，聚合物的光伏性能

3、比芴或苯并二噻吩為給體單元時更優(yōu)，可得到2.53％的光電轉(zhuǎn)換效率，這效率也是基于卟啉類聚合物材料在光伏應(yīng)用中的最高值。
　　 (2)研究了以萘并二噻吩-苯并噁二唑聚合物PzNDTDTBO為給體材料、PC70BM為受體材料共混制備的聚合物太陽能電池的光伏性能，并通過使用添加劑和熱退火的方法對器件性能進(jìn)行優(yōu)化。實驗結(jié)果表明，當(dāng)往共混溶液中添加體積比為1％的1，8-二碘辛烷(DIO)并將器件在150℃下熱退火10分鐘，器件的光電轉(zhuǎn)換效

4、率能從4.37％提高到5.07％。
　　 (3)研究了一類以苯并二噻吩為核，兩端對稱性的連接上噻吩乙烯茚酮共軛結(jié)構(gòu)單元的高效線性有機(jī)小分子的光伏性能，分析了分子主鏈π橋噻吩個數(shù)以及苯并二噻吩不同側(cè)鏈對器件性能造成的差異，發(fā)現(xiàn)分子主鏈上連接較長的噻吩π橋，以及苯并二噻吩單元上鍵接能與分子主鏈產(chǎn)生共軛作用的側(cè)鏈可以有效提高材料的光伏性能，相應(yīng)的有機(jī)小分子與PC70BM為受體制備的體異質(zhì)結(jié)有機(jī)太陽能電池，其光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)到6.75％