有机小分子太阳能电池和无机有机杂化太阳能电池的研究

【摘要】： 近年来,太阳能电池作为利用太阳能源的重要途径之一,已经引起了人们的广泛关注。由于人们不懈的努力,已经取得了很大的发展。本论文主要研究有机小分子太阳能电池和无机有机杂化的太阳能电池。有以下两点内容: 1.有机小分子太阳能电池的研究 以(Pdaa)2Ir(acac)作为空穴传输材料,C_(60)作为电子传输材料,通过选择不同的阻挡层、以及改变功能层厚度、改变掺杂材料等因素,制作结构不同的器件,优化器件结构得出最佳器件结构:ITO/Ir配合物(6 nm)/C_(60)(68 nm)/BCP(7 nm)/Al(80 nm)。光电转化效率为0.85%。 2.无机有机杂化太阳能电池的研究 以载流子迁移率很高的无机材料TiO_2和有机材料CuPc和C_(60)制作电池。通过器件结构优化得出最佳器件结构:ITO/致密TiO_2(30 nm)/纳米孔TiO_2(130 nm)/C_(60):CuPc(1:6质量比)(20nm)/CuPc(20 nm)/PEDOT:PSS(50 nm)/Au(30 nm).纳米孔TiO_2提供了一种具有较大的激子拆分界面面积和连续电荷传输通道。讨论了纳米孔TiO_2层以及共蒸层的引入对提高电池性能的作用。这种反向结构的电池比起传统结构的电池来说具有很好的稳定性,这也为我们提供了一个很好的途径来提高电池的稳定性。 【关键词】：太阳能电池 TiO_2 CuPc C_(60)
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 太阳能电池的研究进展9-24
• 1.1 研究背景及意义9
• 1.2 太阳能电池的发展历程9-14
• 1.2.1 传统半导体太阳电池的发展概况10-11
• 1.2.2 染料敏化太阳电池的研究进展11-12
• 1.2.3 有机/无机杂化全固态太阳电池的研究进展12-14
• 1.3 太阳能电池的组态分类14-16
• 1.3.1 按电池结构分类15
• 1.3.2 按光电转换机理分类15-16
• 1.3.3 按电池材料分类16
• 1.4 太阳能电池的基本原理16-17
• 1.5 太阳能电池性能的表征17-20
• 1.5.1 光学大气质量的基本概念17-18
• 1.5.2 表征太阳电池的基本参数18-19
• 1.5.3 太阳电池的性能测试19-20
• 1.6 本论文的主要研究内容20
• 参考文献20-24
• 第二章 铱配合物的有机小分子太阳能电池24-39
• 2.1 前言24-25
• 2.2 实验部分25-27
• 2.2.1 清洗25-26
• 2.2.2 试验设备26
• 2.2.3 实验材料26-27
• 2.3 实验结果和讨论27-37
• 2.3.1 Ir配合物的厚度对器件性能的影响28-29
• 2.3.2 空穴阻挡层对器件性能的影响29-30
• 2.3.3 Ir配合物和酞菁铜组合制作器件30-31
• 2.3.4 共蒸层对器件性能的影响31-32
• 2.3.5 不同的电子阻挡层对器件性能的影响32-33
• 2.3.6 制作Ir配合物高分子电池33-35
• 2.3.7 合成新的配合物35-37
• 2.4 结论37
• 参考文献37-39
• 第三章 无机有机杂化太阳能电池39-56
• 3.1 前言39-41
• 3.2 实验部分41-43
• 3.2.1 衬底41
• 3.2.2 清洗41
• 3.2.3 TiO_2致密膜的制备41
• 3.2.4 纳米孔TiO_2膜的制备41-42
• 3.2.5 实验设备42
• 3.2.6 有机薄膜和金属电极的生长42-43
• 3.3 实验结果和讨论43-53
• 3.3.1 FTO和ITO对器件光伏性能的影响43-44
• 3.3.2 纳米孔TiO_2膜的表征以及膜厚对器件性能的影响44-45
• 3.3.3 共蒸比例对光伏性能的影响45-46
• 3.3.4 有机功能层厚度对光伏性能的影响46-48
• 3.3.5 纳米孔TiO_2层对光伏性能的影响48-49
• 3.3.6 共蒸层对光伏性能的影响49-50
• 3.3.7 表面修饰的研究50-52
• 3.3.8 器件的稳定性研究52-53
• 3.4 结论53
• 参考文献53-56
• 硕士期间的研究成果56-57
• 致谢57

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