电沉积制备聚噻吩有序微结构及有机太阳能电池

【摘要】： 能源问题是当今社会面临的重要问题之一。随着化石型资源的逐渐枯竭,寻找一种新型的能量来源成为科学研究的热点问题。目前,太阳能电池,特别是有机太阳能电池由于其潜在的应用价值已经获得了广泛的关注。本论文中,我们以电化学沉积技术为切入点,首先研究了电化学沉积制膜技术,通过控制实验条件实现了导电聚合物聚噻吩表面形貌的控制,研究了表面形貌对其亲疏水性质的影响。然后利用聚苯乙烯胶体晶体模板的物理限域作用制备了聚噻吩/聚苯乙烯复合微球、聚噻吩多孔微球和聚噻吩反相大孔膜,为下一步在微纳米加工、高效光电器件的制备等方面奠定了基础。然后,我们利用电化学沉积技术和旋涂技术相结合的两步法制备了具有双层异质结结构的聚合物太阳能电池,并对器件结构和性能进行了优化,从而发展了一条制备聚合物太阳能电池的新方法。最后,采用具有类似“蛾眼”有序微结构的石英玻璃为基底,我们制备了具有较高光电转换效率的聚合物太阳能电池。通过研究证实表面带有有序微结构的石英玻璃能够有效提高入射光的透过率、太阳能电池的光生电流密度和光电转换效率。该研究提供了一种优化器件结构,提高器件吸光效率和光电转换效率的简便方法。 【关键词】：有机太阳能电池 电化学沉积 胶体晶体 图案化
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 提要4-8
• 第一章 绪论8-44
• 第一节 有机太阳能电池8-20
• 1.1.1 研究背景8-11
• 1.1.2 器件结构、材料及制备方法11-15
• 1.1.3 工作机理及表征参数15-17
• 1.1.4 发展过程及重要工作17-20
• 第二节 电化学方法制备太阳能电池20-26
• 1.2.1 电化学简介20-22
• 1.2.2 电化学聚合导电聚合物机理22-24
• 1.2.3 电化学制备太阳能电池研究进展24-26
• 第三节 有机太阳能电池器件优化设计26-34
• 1.3.1 无机太阳能电池器件优化26-29
• 1.3.2 有机太阳能电池器件优化29-34
• 第四节 本文的选题及设计思路34-35
• 参考文献35-44
• 第二章 电化学制备聚噻吩纳微结构及亲疏水性质44-78
• 第一节 引言44-46
• 第二节 实验部分46-48
• 2.2.1 实验原料46
• 2.2.2 胶体晶体的制备46-47
• 2.2.2.1 聚苯乙烯（PS）胶体微球的合成46
• 2.2.2.2 单基片垂直沉积制备聚苯乙烯胶体晶体（PSCC）46-47
• 2.2.3 ITO 玻璃表面光栅图案的制备47
• 2.2.4 电化学制备聚噻吩薄膜47
• 2.2.5 测试和表征仪器47-48
• 第三节 结果与讨论48-66
• 2.3.1 电沉积制备聚噻吩超疏水表面48-54
• 2.3.2 电沉积制备聚噻吩/PS 复合微球和聚噻吩多孔微球54-61
• 2.3.3 电沉积制备聚噻吩反相大孔膜61-66
• 第四节 本章小结66-67
• 参考文献67-78
• 第三章 电化学—旋涂两步法制备双层结构太阳能电池78-96
• 第一节 引言78-79
• 第二节 实验部分79-80
• 3.2.1 实验原料79
• 3.2.2 ITO 玻璃的处理79
• 3.2.3 双层器件的制备79-80
• 3.2.4 表征仪器80
• 第三节 结果与讨论80-89
• 3.3.1 ITO 表面的处理80-82
• 3.3.2 单层器件82-83
• 3.3.3 双层器件83-89
• 第四节 本章小结89-90
• 参考文献90-96
• 第四章 有序微图案基底提高太阳能电池效率96-110
• 第一节 引言96-97
• 第二节 实验部分97-100
• 4.2.1 实验原料97
• 4.2.2 增透表面的制备97-98
• 4.2.3 聚合物导电阳极的制备98
• 4.2.4 聚合物太阳能电池的制备98-99
• 4.2.5 表征仪器99-100
• 第三节 结果与讨论100-105
• 4.3.1 增透表面100-103
• 4.3.2 光学性质103-104
• 4.3.3 I-V 性质104-105
• 第四节 本章小结105-106
• 参考文献106-110
• 第五章 结论110-111
• 致谢111-113
• 攻读博士学位期间所做的主要工作113-114
• 作者简历114-115
• 中文摘要115-117
• ABSTRACT117-119

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