Rubrene/C_(60)太阳能电池的性能改善

【摘要】：本文以真空热蒸发法制备了基于Rubrene/C60为活性层的有机太阳能电池(OSCs),主要针对以下三个方面进行了研究： 1.制备了结构为ITO/Rubrene(35 nm)/C60(35 nm)/BCP(6 nm)/Al(150 nm)的有机太阳能电池,并研究了阳极修饰层MoO3及加3V偏压对器件性能的影响。结果表明：插入阳极修饰层使器件的开路电压、能量转换效率分别提高了5.3和11.3倍。阳极修饰层可以明显增强器件的内建电场,改善激子的分离和输运。加偏压处理后,可以除去部分缺陷,改善器件的性能。 2.制备了结构为ITO/BCP或Alq3(x=0、2、6、10、20、40 nm)/C60(50 nm)/Rubrene(50 nm)/MoO3(5 nm)/Al(130 nm)的倒置异质结有机太阳能电池,其中BCP或Alq3作电子传输层。当BCP或Alq3≤6 nm时,器件性能随电子传输层厚度的变化不大；当BCP或Alq3≥10 nm时,随电子传输层厚度的增加,含Alq3器件的性能衰减很快,含BCP器件的性能衰减相对较慢,且其开路电压保持不变。分析表明：当电子传输层较薄时,粗糙的ITO使电子较容易从C60注入到ITO；当电子传输层较厚时,BCP/C60之间的能带弯曲使二者之间几乎不存在势垒,含BCP器件性能较差主要源于BCP较差的电子迁移率,而含Alq3器件性能较差主要源于Alq3/C60之间的势垒。 3.以MoO3为阳极修饰层,以Rubrene/C60为活性层,制备了正置和倒置异质结有机小分子太阳能电池。相比正置结构的器件,倒置器件的开路电压(Voc),短路电流(Isc),填充因子(FF),功率转换效率(η)分别提高了34%,20%,25%,102%。当插入BCP阴极缓冲层后,阻挡了热的Al原子对C60层的破坏,对倒置器件的性能没有明显的影响,但却明显改善了正置器件的性能。并分析了MoO3和BCP对倒置和正置器件的作用。 【关键词】：有机太阳能电池 异质结 倒置 阴极缓冲层 C_(60) 阳极修饰层 偏压处理
【学位授予单位】：暨南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 符号和缩写7-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 有机太阳能电池简介11-15
• 1.3 本文的研究内容和提纲15-16
• 参考文献16-18
• 2 有机太阳能电池的制备18-23
• 2.1 实验材料、设备、测试仪器18-19
• 2.2 有机太阳能电池的制备19-22
• 参考文献22-23
• 3 Rubrene/C_(60)结有机太阳能电池阳极改性及偏压处理研究23-31
• 3.1 引言23
• 3.2 实验23-24
• 3.3 结果与分析24-28
• 3.4 小结28-29
• 参考文献29-31
• 4 倒置异质结有机太阳能电池的电子传输层研究31-39
• 4.1 引言31
• 4.2 实验31-32
• 4.3 结果与分析32-36
• 4.4 小结36-37
• 参考文献37-39
• 5 正置倒置异质结有机小分子太阳能电池39-46
• 5.1 引言39
• 5.2 实验39-40
• 5.3 结果与分析40-43
• 5.4 小结43-45
• 参考文献45-46
• 6 总结与展望46-48
• 6.1 总结46-47
• 6.2 展望47-48
• 参考文献48-50
• 硕士期间发表的论文50-51
• 致谢51

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