硕士论文-有机太阳能电池电子注入层与受体材料研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 张弘 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2012 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 孙宝云 |
| 关键词 | 有机太阳能电池 CNTs TiOx 富勒烯衍生物 |
| 学位专业 | 材料工程 |
| 中文摘要 | 由于人类社会高度工业化的加速发展，对能源的需求越来越多，而传统石化能源的枯竭也迫在眉睫，加之化石燃料带来的污染问题，使得人们纷纷将目光投向了可再生的清洁能源，其中太阳能为重点开发对象。无机太阳能电池具有高的光电转换效率，但是由于其制备工艺复杂、生产成本高，限制了它大面积的推广和应用。而有机太阳能电池因其低廉的成本、易大面积加工和制作、清洁安全，而成为人们近年来关注的热点。 本论文主要围绕有机体异质结太阳能电池展开工作，研究材料的结构、能级以及活性层中的形貌等因素与器件性能的关系。将CNTs-TiOX复合材料薄膜作为有机太阳能电池电子传输注入层，研究了电子传输注入层中CNTs与电池性能之间的关系；通过Diels-Alder反应合成分离出富勒烯衍生物（ICMA、ICBA、ICTA）。研究了三种富勒烯衍生物作为受体材料对电池性能的影响。论文的详细内容如下：; 1. 在论文的绪论部分详细综述了有机体异质结太阳能电池的结构组成、工作原理、表征参数、性能的影响因素，以及发展过程。 ; 2. 将CNTs-TiOX溶胶-凝胶旋涂烧结制成薄膜，作为电子传输注入层，制作了结构为ITO/CNTs-TiOX/P3HT:PCBM/MoO3/Al的有机太阳能电池。通过改变CNTs在复合材料薄膜中的浓度，可以调整有机太阳能电池器件的并联电阻与串联电阻，从而影响器件的开路电压、短路电流、填充因子。当掺入TiOX的CNTs浓度为0.1wt%时，器件的光电转化率达到3%，相比于无CNTs添加的器件（1.59%）光电转化效率提高一倍。但随着加入CNTs量的增加，CNTs-TiOX薄膜的缺陷增加，并联电阻减小，漏电电流增大，从而器件的性能迅速下降。; 3. 研究了三种富勒烯衍生物（ICMA、ICBA、ICTA）的紫外吸收范围、能级以及荧光猝灭能力等。之后以P3HT为给体，富勒烯衍生物为受体，对复合膜分别进行热退火处理，制作了结构为ITO/TiOX/P3HT:富勒烯衍生物/MoO3/Al的有机太阳能电池。研究了光电转换性质。发现随着富勒烯衍生基团数目的增加，器件均呈现了高的开路电压（VOC）0.71，0.81，0.86 V，基团数目越大，开路电压越高，但是短路电流，填充因子，混合薄膜中P3HT分子的结晶度和有序性等却并没有相应的提高，随着富勒烯衍生基团数目的增加，能量转换效率分别为1.12%，2.80%，0.78%。且三种富勒烯衍生物对P3HT在TiOX衬底界面的分子取向没有影响，P3HT都是以edge-on方式存在的，并且与衬底界面保持一定夹角。 |
| 学科主题 | 材料工程 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2016-02-25 |
| 源URL | [http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/209983]  |
| 专题 | 多学科研究中心_学位论文和出站报告 |
| 作者单位 | 中国科学院高能物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张弘. 硕士论文-有机太阳能电池电子注入层与受体材料研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2012. |
入库方式： OAI收割
来源：高能物理研究所
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