基于PTB7的光電器件制備及其性能的研究.pdf

1、有機太陽能電池和有機紅外光探測器具有制備成本低廉、易于大面積生產、對環(huán)境污染小等優(yōu)點，受到了人們的廣泛關注。研究人員從高效聚合物的合成、新型器件結構的設計等方面出發(fā)，逐步提高有機太陽能電池和有機紅外光探測器的性能。然而，有機太陽能電池的光電轉換效率（PCE）以及其在空氣中的穩(wěn)定性，都無法與傳統(tǒng)的硅基太陽能電池相媲美；有機紅外光探測器也存在光響應度和光探測率不高等缺點。
　　本文的工作主要分為兩個部分：第一，通過不同極性的有機溶劑處

2、理有機太陽能電池的空穴傳輸層 PEDOT:PSS，提高了 PEDOT:PSS的電導率，并利用處理之后的PEDOT:PSS提高了基于PTB7有機太陽能電池的效率。第二，制備了一種活性層為 PTB7:CNT:PCBM的有機紅外光探測器，利用有機聚合物PTB7的光生偶極子，促進碳納米管CNT內部光生激子的解離，從而提高探測器的紅外光響應度和探測率。本文的主要研究內容如下：
　　1.利用極性較大的六種有機溶劑二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、甲酰

3、胺、甲醇、乙醇、異丙醇，分別處理PEDOT:PSS水溶液，研究了不同極性溶劑對PEDOT:PSS的電導率產生的影響。結果表明，二甲基亞砜對PEDOT:PSS導電性的提高最為明顯。
　　2.本文選用二甲基亞砜處理 PEDOT:PSS，并制備了結構為ITO/PEDOT:PSS(DMSO處理)/PTB7:PCBM/ZnO/Al的有機太陽能電池，通過優(yōu)化二甲基亞砜的摻雜比例，最終使器件的光電轉換效率從6.3％提高到6.5%。且器件在空氣中

4、的穩(wěn)定性也得到了提升。
　　3.制備了一種結構為ITO/PEDOT:PSS/PTB7:CNT:PCBM/ZnO/Al的有機紅外光探測器。本文從活性層溶液濃度和碳納米管的摻雜比例入手，優(yōu)化了器件的性能，獲得了一種高效的紅外光探測器，器件在波長為1100 nm處的探測率高達2.3×1011 Jones。
　　4.通過與結構為ITO/PEDOT:PSS/P3HT:CNT:PCBM/ZnO/Al的有機紅外光探測器對比，證明了偶極聚合