基于氧化石墨烯-聚合物光伏特性的研究.pdf

1、目前有機聚合物太陽能電池的光電轉換效率較低,國際科研人員的科研重點集中在如何通過聚合物與無機材料復合來提高器件的光伏性能。石墨烯具有最高的載流子遷移率和最大的比表面積,能夠很好的和聚合物材料形成接觸。MEH—PPV和P3HT是聚合物光伏材料中非常成熟的兩種,本文重點研究氧化石墨烯與這兩種聚合物材料復合器件的光伏機理和性質,主要研究內容如下:
　　 1.以Hummers法為基礎制備了氧化石墨烯,用異氰酸本質對氧化石墨烯進行還原處理

2、,得到還原后的氧化石墨烯。通過XRD、FTIR、SEM、TEM和Raman光譜等表征手段對產物進行了表征,通過四探針測量儀對產物進行了測試。制備出了達到實驗要求的氧化石墨烯,經過還原處理的氧化石墨烯的電導率有了很大的提高,呈現(xiàn)出由氧化石墨向石墨的變化。
　　 2.我們采用在聚合物中摻雜經過還原的氧化石墨烯,制備了結構為ITO/聚合物-氧化石墨烯/Al的光伏器件,研究了不同氧化石墨烯濃度與開路電壓、短路電流和填充因子的關系。通過光

3、致發(fā)光和器件的Ⅰ—Ⅴ曲線,得出結論氧化石墨烯起到了電子受體的作用,防止了自由電子空穴的耦合,氧化石墨烯的量子隧穿效應可以提高器件的載流子遷移率,增大短路電流和填充因子。
　　 3.我們提出了結構為ITO/聚合物-氧化石墨烯-多壁碳納米管/Al的器件,研究了不同氧化石墨烯濃度和不同多壁碳納米管濃度對器件短路電流和填充因子的影響。我們認為氧化石墨烯作為電子受體可以改善電子傳導,多壁碳納米管可以起到傳導空穴的作用。在相同氧化石墨烯濃度