高性能有机小分子太阳能电池的研究
高性能有机小分子太阳能电池的研究【摘要】:有机太阳能电池(organic photovoltaic cells,OPVs),具有柔性、制备工艺简单和易于大面积成膜等突出优点,是非常
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TM914.4
【目录】:
- 摘要5-7
- ABSTRACT7-14
- 第一章 绪论14-29
- 1.1 引言14-15
- 1.2 有机太阳能电池的基本理论15-20
- 1.2.1 有机半导体的激发态15-17
- 1.2.2 异质结分类17-18
- 1.2.3 有机太阳能电池的原理18-20
- 1.3 有机小分子太阳能电池的研究进展20-27
- 1.3.1 器件效率的研究进展20-23
- 1.3.2 器件大面积化的研究进展23-25
- 1.3.3 器件稳定性的研究进展25-27
- 1.4 本论文的主要工作27-29
- 第二章 有机小分子太阳能电池阴极界面修饰的研究29-47
- 2.1 引言29
- 2.2 实验部分29-31
- 2.2.1 实验材料29-30
- 2.2.2 器件制备30-31
- 2.2.3 器件表征31
- 2.3 阴极缓冲层对有机小分子太阳能电池性能影响的研究31-44
- 2.3.1 阴极缓冲层对载流子传输的影响31-35
- 2.3.1.1 Bphen对载流子传输的影响31-33
- 2.3.1.2 TPBi对载流子传输的影响33-35
- 2.3.2 阴极缓冲层对器件光电流的影响35-40
- 2.3.2.1 TPBi对器件内部光场分布的影响35-37
- 2.3.2.2 Alq 3对器件光电流产生的影响37-40
- 2.3.3 阴极缓冲层对界面形貌的影响40-41
- 2.3.4 阴极缓冲层对器件光伏性能的影响41-42
- 2.3.5 阴极缓冲层缺陷态深度的研究42-44
- 2.3.6 阴极缓冲层对器件稳定性的影响44
- 2.4 阴极缓冲层对聚合物光伏器件性能影响的研究44-46
- 2.5 本章小结46-47
- 第三章 有机小分子太阳能电池异质结界面特性的研究47-56
- 3.1 引言47-48
- 3.2 实验部分48
- 3.2.1 器件制备48
- 3.2.2 器件表征48
- 3.3 退火对给体薄膜性能的影响48-52
- 3.3.1 给体薄膜的表面形貌分析48-49
- 3.3.2 给体薄膜的晶体结构分析49-50
- 3.3.3 给体薄膜的光学性能分析50-51
- 3.3.4 给体薄膜的载流子传输性能分析51-52
- 3.4 退火对器件光伏性能的影响52-54
- 3.4.1 给体薄膜退火对器件电流-电压特性的影响52-53
- 3.4.2 给体薄膜退火对器件外量子效率的影响53-54
- 3.5 本章小结54-56
- 第四章 有机小分子太阳能电池S型曲线的研究56-67
- 4.1 引言56
- 4.2 实验部分56-58
- 4.2.1 主要材料及性能56-57
- 4.2.2 磷光材料的表征57-58
- 4.2.3 器件制备与表征58
- 4.3 S型曲线产生机理及改善方法研究58-65
- 4.3.1 (pbi)_2 Ir(acac)/C_(60)器件中S型曲线的产生58-60
- 4.3.2 S型曲线的改善方法60-65
- 4.3.2.1 不同空穴传输层对器件S型曲线影响的研究60-63
- 4.3.2.2 pentacene掺杂对空穴传输影响的研究63-65
- 4.3.2.3 S型曲线形成的模型分析65
- 4.4 本章小结65-67
- 第五章 有机小分子太阳能电池大面积化的研究67-83
- 5.1 引言67
- 5.2 实验部分67-69
- 5.2.1 实验材料67-68
- 5.2.2 器件制备68
- 5.2.3 器件表征68-69
- 5.3 CO_2清洗的基本原理69-71
- 5.4 基于CO_2清洗的大面积OPV器件的研究71-82
- 5.4.1 薄膜均匀性的研究71
- 5.4.2 提高器件产率方法的研究71-73
- 5.4.3 器件光伏性能均匀性的研究73-74
- 5.4.4 面积对器件性能的影响74-78
- 5.4.4.1 面积对器件光伏性能的影响74-75
- 5.4.4.2 面积对器件饱和电流的影响75-76
- 5.4.4.3 面积对不同光生电流器件性能的影响76-78
- 5.4.5 副电极对大面积器件性能的影响78-82
- 5.5 本章小结82-83
- 第六章 有机小分子太阳能电池稳定性的研究83-108
- 6.1 引言83
- 6.2 实验部分83-84
- 6.2.1 器件制备83
- 6.2.2 器件表征83-84
- 6.3 有机功能层材料稳定性的研究84-95
- 6.3.1 单层薄膜的稳定性84-90
- 6.3.1.1 SubPc薄膜的稳定性84-88
- 6.3.1.2 C_(60)薄膜的稳定性88-90
- 6.3.1.3 C_(70)薄膜的稳定性90
- 6.3.2 平面异质结结构薄膜稳定性的研究90-92
- 6.3.2.1 SubPc/C_(60)薄膜的稳定性90-91
- 6.3.2.2 SubPc/C_(70)薄膜的稳定性91-92
- 6.3.3 混合异质结结构薄膜稳定性的研究92-95
- 6.3.3.1 SubPc:C_(60)薄膜的稳定性92-94
- 6.3.3.2 SubPc:C_(70)薄膜的稳定性94-95
- 6.4 器件边缘扩散对稳定性的影响95-98
- 6.5 光照加速老化对SubPc/fullerene器件稳定性影响的研究98-103
- 6.5.1 陷阱态引起激子淬灭的burn-in老化模型98-101
- 6.5.2 SubPc/fullerene器件稳定性的研究101-103
- 6.6 加热加速老化对SubPc:C_(60)混合异质结器件稳定性影响的研究103-106
- 6.6.1 加热加速老化对器件光伏稳定性的影响103-105
- 6.6.2 加热加速老化对器件有机薄膜晶体结构的影响105-106
- 6.6.3 加热加速老化对器件有机薄膜氧化反应的影响106
- 6.7 本章小结106-108
- 第七章 结论与展望108-111
- 7.1 本论文的工作总结108-110
- 7.2 展望110-111
- 致谢111-113
- 参考文献113-130
- 攻博期间取得的研究成果130-132
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