有機太陽能電池中光電轉化過程的調控研究.pdf

1、有機太陽能電池具有制備工藝簡單、制作成本低且可以大面積成膜制備等優(yōu)點,近年來受到廣泛關注。雖然目前文獻中報道的有機太陽能電池的效率已經超過10％,但是相對于產業(yè)化生產來說,效率還需要進一步提高。在有機太陽能電池中,光電轉換過程分為四個部分:光的吸收,激子的生成,激子的分離以及電荷的收集,因此光電轉換過程對電池的效率有很重要的影響。本文將下轉移發(fā)光敏化層以及激子分裂材料引入到有機太陽能電池中,對光電轉化過程進行調控。實驗表明,下轉移發(fā)光敏

2、化層可以通過對光譜的調控使器件光電流和效率同時提升。本研究主要內容包括：
　　⑴使用溶液法配制了不同濃度的C545T:Alq3溶液,將其旋涂到ITO玻璃上,作為下轉移熒光發(fā)光敏化層和電子傳輸層,并將其應用到以P3HT:PCBM和P3HT:ICBA為活性層的倒置電池中。下轉移敏化層使300-500nm范圍內短波長的光調控到了活性層材料的最大吸光范圍處。器件的光電流分別從10.48mA/cm2和12.03mA/cm2提高到11.96m

3、A/cm2和12.53mA/cm2,效率從3.28％和5.58％提高到3.82％和6.01％。并從器件電流-電壓(I-V)特性,外量子效率(EQE)及其他性能的改變進行了研究。同時,將下轉移敏化層應用到 CuPc/C60小分子太陽能電池中,器件的短路電流消失,我們認為是由于Alq3與C60之間的LUMO能級差過大,使電流不能導出導致的;
　?、剖褂萌芤悍ㄅ渲屏瞬煌瑵舛鹊腎r(ppy)3:Alq3溶液,將其旋涂到ITO玻璃上,作為下

4、轉移磷光發(fā)光層,將其應用到有機太陽能電池中,希望通過對光譜的調控,實現光電流和效率的同時提升。實驗結果表明,低濃度的摻雜對于器件性能的影響不是很大,當摻雜濃度過大時,器件性能變差,通過測定器件的EQE及時間分辨熒光光譜得出,Alq3與Ir(ppy)3之間不能夠進行有效的能量傳遞,是造成下轉移磷光敏化層不能發(fā)揮作用的原因;
　?、鞘褂眉ぷ臃至巡牧螾entacene對激子分裂現象進行了初步研究。本實驗通過蒸鍍的方法制備了結構為 ITO