聚合物光伏電池的性能優(yōu)化及穩(wěn)定性研究.pdf

1、相比于傳統(tǒng)無機(jī)光伏電池，聚合物光伏電池具有廉價、無毒、可實(shí)現(xiàn)大面積柔性制備等顯著優(yōu)勢。然而，較低的光電轉(zhuǎn)換效率和較差的壽命及穩(wěn)定性嚴(yán)重制約了其商業(yè)化進(jìn)程。同時在簡化器件制備工藝、降低生產(chǎn)成本等方面也存在許多問題需要解決。本論文針對提高有機(jī)光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率及穩(wěn)定性進(jìn)行選題，研究了苯甲酸鋰新型陰極修飾層提高有機(jī)光伏電池的性能以及利用添加劑調(diào)控活性層的微觀形貌及其形貌穩(wěn)定性兩方面工作，具體內(nèi)容如下：
　　 1、研究了真空熱蒸鍍法

2、制備基于苯甲酸鋰(C6H5COOLi)為陰極修飾層的有機(jī)光伏器件?？疾炝薈6H5COOLi陰極修飾層的厚度對器件性能及存儲穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明：C6H5COOLi陰極修飾層厚度為1nm時的器件性能得到最大優(yōu)化，光電轉(zhuǎn)換效率(PCE)達(dá)到(3.41±+0.07)％，相比于不加任何修飾層的器件，其穩(wěn)定性提高了將近1倍。C6H5COOLi熱沉積過程分解釋放出具有低功函數(shù)的Li，減小了活性層和陰極之間的界面電阻，增強(qiáng)了內(nèi)建電場有利于電荷的傳輸

3、。此外，C6H5COOLi陰極修飾層還能夠作為有機(jī)活性層的保護(hù)層，起到阻擋空氣中的水和氧的作用，減緩了有機(jī)光伏電池的衰減趨勢。
　　 2、研究了利用溶液旋涂法制備基于苯甲酸鋰(C6H5COOLi)為陰極修飾層的有機(jī)光伏器件?？疾炝诵坎煌瑵舛鹊腃6H5COOLi乙醇溶液對器件性能的影響。結(jié)果表明：可以在較寬的濃度范圍內(nèi)(0.2～0.8 mg/ml)通過旋涂法制備C6H5COOLi陰極修飾層以提高器件的性能，特別是對填充因子(FF

4、)的改善尤為顯著。器件的PCE最高可達(dá)(3.84±0.16)％。溶液旋涂法制備C6H5COOLi緩沖層，既能夠降低活性層和陰極之間界面勢壘，形成歐姆接觸，減小器件串聯(lián)電阻，同時還能有效地增大器件的并聯(lián)電阻，降低漏電程度。此外，旋涂法制備陰極修飾層簡化了光伏器件的制備工藝，從一定程度上可以降低有機(jī)聚合物光伏電池的生產(chǎn)成本。
　　 3、研究了以過氧化二叔丁烷(DTBP)作為P3HT：PCBM活性層添加劑的三組分有機(jī)光伏電池。考察了D

5、TBP的用量和熱處理溫度及時長對電池性能的影響。結(jié)果表明：加入0.5wt％的DTBP，經(jīng)過20分鐘熱處理后，器件性能得到極大改善，Jsc=(10.44±0.13)mA/cm2，F(xiàn)F=(57.61±1.56)％，Voc=(0.63±0.00)V，PCE=(3.82±0.11)％。與參比器件相比，Jsc、FF和PCE分別提高了10％、26％和33％。場效應(yīng)測試結(jié)果表明：添加劑的加入使得器件的遷移率提高了1-2個數(shù)量級，顯著提高了器件的填充因