基于P3HT光伏器件的表征及其优化

【摘要】：聚合物太阳电池(PSC)具有制备工艺简单、成本低廉、质量轻以及可制备柔性器件等优点而受到科学家们广泛关注。本文主要以基于P3HT光伏器件为研究对象,主要结果如下： (1)以P3HT为给体材料、茚加成PCBM衍生物IPCBM为受体材料,制备了ITO/PEDOT:PSS/P3HT:IPCBM/Ca/Al结构的聚合物太阳电池,在溶剂退火条件下,通过改善给受体重量比、活性层厚度以及活性层前退火温度来提高器件性能,在AM1.5G, 100mW/cm-2光照下最佳效率为4.39%,其中Voc=0.72 V,Isc= 9.49mA/cm2, FF=64.3%。 (2)考察了3MT和3HT添加剂对P3HT/PCBM共混体系形貌及其光电性能的影响。实验结果表明含有3MT添加剂但未经过热处理器件的能量转化效率(3.65%)略大于不含有任何添加剂在150℃下热处理10分钟的器件效率(3.57%)。 (3)研究了乙醇和异丙醇处理PEDOT:PSS修饰层对太阳能电池光伏性能的影响。其中以异丙醇处理PEDOT:PSS为修饰层制备的基于P3HT/PCBM的太阳能电池,在AM1.5G,100mW/cm-2光照下PCE=4.74%, Isc=11.07 mA/cm2, FF=70.4%。能量转化效率4.74%是报道的基于P3HT/PCBM体系聚合物太阳电池最高值之一 【关键词】：聚合物太阳电池 添加剂 热退火
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 文献综述7-32
• 1.1 聚合物太阳电池简介7-13
• 1.1.1 聚合物太阳电池的原理10-11
• 1.1.2 光伏性能参数11-13
• 1.2 有机光伏材料研究进展13-28
• 1.2.1 聚合物光伏材料研究进展13-25
• 1.2.2 富勒烯受体光伏材料25-28
• 1.3 有机光伏器件研究进展28-30
• 1.4 本论文选题依据及主要内容30-32
• 第二章 器件制备及性能表征32-37
• 2.1 引言32
• 2.2 材料的物理和电化学性能表征32-33
• 2.2.1 主要仪器设备32
• 2.2.2 光物理性质表征32
• 2.2.3 电化学性质表征32-33
• 2.3 器件的制备与性能表征33-37
• 2.3.1 器件基本制备流程33-35
• 2.3.2 器件性能表征35-37
• 第三章 基于P3HT与茚加成PCBM衍生物的光伏器件优化37-47
• 3.1 前言37-38
• 3.2 实验部分38-39
• 3.2.1 材料38
• 3.2.2 合成38
• 3.2.3 仪器与测试方法38-39
• 3.2.4 器件制备与表征39
• 3.3 结果与讨论39-46
• 3.3.1 IPCBM的吸收光谱和电化学39-41
• 3.3.2 光伏性能41-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第四章 添加剂对基于P3HT/PCBM光伏器件性能的影响47-55
• 4.1 前言47-48
• 4.2 实验部分48
• 4.2.1 材料48
• 4.2.2 仪器与测试方法48
• 4.2.3 器件制备与表征48
• 4.3 结果与讨论48-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第五章 有机溶剂修饰PEDOT:PSS层对基于P3HT/PCBM光伏器件性能的影响55-62
• 5.1 前言55-56
• 5.2 实验部分56-57
• 5.2.1 材料56
• 5.2.2 仪器与测试方法56
• 5.2.3 器件制备与表征56-57
• 5.3 结果与讨论57-61
• 5.4 本章小结61-62
• 结论与展望62-63
• 参考文献63-75
• 致谢75-76
• 攻读硕士学位期间主要的研究成果76-77

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