高效有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池的制備及性能表征.pdf

1、聚合物太陽(yáng)能電池(PSCs)與傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池相比具有制備方法簡(jiǎn)單(可采用噴涂，刮涂等方法制備)、成本低、重量輕以及可制備大面積柔性器件等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注。但是目前聚合物太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率(PCE)以及器件穩(wěn)定性還無(wú)法與無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池相抗衡，還不能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。為了改善聚合物太陽(yáng)能電池性能，本論文主要從器件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、電池界面的優(yōu)化以及新材料的設(shè)計(jì)合成三個(gè)角度展開(kāi)工作，具體如下：
　　 (1)為了提高聚合物太陽(yáng)能電池的

2、穩(wěn)定性，以TIPD作電子收集層，制備了ITO/TIPD/PBDTTT-C：PC71BM/MoO3/Al結(jié)構(gòu)的反向結(jié)構(gòu)聚合物太陽(yáng)能電池。該器件在AM1.5G，100 mW/cm2的光照條件下PCE達(dá)到7.36％，相比于該材料正向結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換效率(6.44％)提高了14％。
　　 (2)分別以PEDOT：PSS、二(乙酰丙酮)氧化鉬(MoOAA)、二(乙酰丙酮)氧化釩(VOAA)作為空穴傳輸層制備了ITO/PEDOT：PSS(Mo

3、OAA、VOAA)/P3HT：PC61BM/Ca/Al結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池。用MoOAA作空穴傳輸層時(shí)，基于P3HT：PC61BM體系的轉(zhuǎn)換效率為4.32％；基于P3HT：IC60BA體系的轉(zhuǎn)換效率為6.38％。用VOAA作空穴傳輸層時(shí)，基于P3HT：PC61BM體系的轉(zhuǎn)換效率為4.24％；基于P3HT：IC60BA體系的轉(zhuǎn)換效率為6.20％。
　　 (3)以P3HT為電子給體，富勒烯衍生物NC60BA為受體材料，制備了ITO/PE

4、DOT：PSS/P3HT：NC60BA/Ca/Al結(jié)構(gòu)的聚合物太陽(yáng)能電池。在溶劑退火條件下，通過(guò)優(yōu)化給受體比例、活性層厚度以及活性層的退火溫度來(lái)提高器件性能，在AM1.5G，100mw/cm2光照條件下性能達(dá)到最優(yōu)，Voc為0.82 V，Jsc為9.88 mA/cm2，F(xiàn)F為67％，PCE為5.37％。由于NC60BA是無(wú)定形的，基于P3HT：NC60BA體系的太陽(yáng)能電池具有較好的熱穩(wěn)定性，在150℃下加熱20 h后，器件效率仍然保持在