基于低溫工藝氧化鋅薄膜的反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)有機太陽能電池研究

【摘要】：有機太陽能電池具有價格低廉，制備簡單，可以制備成柔性器件等優(yōu)點，但是主要缺點是效率偏低，容易退化，因而距離實際應(yīng)用還有較大差距。與正常結(jié)構(gòu)器件相比，反型有機電池具有更加優(yōu)異的可靠性，但是比較高的退火溫度成為其主要限制因素。論文主要研究如何在極低的工藝溫度條件下制備高性能反型電池，主要研究以下三個方面： 第一，使用傳統(tǒng)的溶膠凝膠法在低溫退火條件下制備氧化鋅基有機太陽能電池。當(dāng)退火溫度下降到150攝氏度時，器件具有明顯的光浴現(xiàn)象，并且性能只有1.29%。PL譜測試證明150攝氏度比350攝氏度退火制備的氧化鋅材料的結(jié)晶度下降很多，并且缺陷密度增大，這是器件發(fā)生光浴現(xiàn)象并且效率低的重要原因。 第二，使用水溶液法在低溫條件下制備氧化鋅基有機太陽能電池。研究了氧化鋅在不同退火溫度條件下的特性。隨著退火溫度的降低，氧化鋅層缺陷密度上升，結(jié)晶性能下降。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)退火溫度在80攝氏度以上時，制備的器件效率可以達到3.7%以上，而退火溫度在70攝氏度以下時，器件性能大幅下降。此外，還研究了器件在空氣條件下的退化特性，制備的器件顯示了非常優(yōu)秀的穩(wěn)定性。 第三，在柔性襯底上使用低溫工藝制備氧化鋅基有機太陽能電池。在玻璃襯底器件基礎(chǔ)上，這部分著重研究柔性器件的制備。研究發(fā)現(xiàn)，在80攝氏度退火條件下，柔性器件的效率為3.53%，比玻璃襯底器件效率略低。在外力測試試驗中，器件效率下降很小，證明了水溶液法制備的器件性能比較優(yōu)異且穩(wěn)定。 【關(guān)鍵詞】：氧化鋅 反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)有機太陽能電池 低溫 溶膠凝膠法 水溶液法
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 有機太陽能電池簡介9
• 1.2 有機太陽能電池的基本原理9
• 1.3 有機太陽能電池的基本結(jié)構(gòu)與分類9-11
• 1.4 太陽能電池的模型及表征參數(shù)11-13
• 1.5 氧化鋅材料13-14
• 1.6 氧化鋅的制備方法14-16
• 1.7 氧化鋅薄膜在有機太陽能電池中的應(yīng)用16-17
• 1.8 本論文研究內(nèi)容與意義17-19
• 第二章 實驗材料與設(shè)備19-23
• 2.1 實驗藥品19-20
• 2.2 實驗設(shè)備20-23
• 第三章 低溫退火條件下溶膠凝膠法制備氧化鋅薄膜及反型電池23-33
• 3.1 引言23
• 3.2 實驗步驟23-24
• 3.3 器件結(jié)構(gòu)與原理24-25
• 3.4 器件測試與分析25-31
• 3.5 小結(jié)31-33
• 第四章 氨水氧化鋅絡(luò)合物法制備氧化鋅薄膜和相關(guān)反型電池33-49
• 4.1 引言33
• 4.2 實驗方法33-34
• 4.3 結(jié)果與分析34-48
• 4.4 小結(jié)48-49
• 第五章 柔性襯底氧化鋅反型電池研究49-55
• 5.1 引言49
• 5.2 實驗步驟49-50
• 5.3 結(jié)果與分析50-54
• 5.4 小結(jié)54-55
• 第六章 氧化鋅納米線及其應(yīng)用55-61
• 6.1 引言55
• 6.2 氧化鋅納米線材料的制備55-56
• 6.3 水熱反應(yīng)原理56
• 6.4 測試與分析56-59
• 6.5 小結(jié)59-61
• 第七章 總結(jié)與展望61-63
• 7.1 全文總結(jié)61-62
• 7.2 工作展望62-63
• 致謝63-65
• 參考文獻65-71
• 研究成果71-72

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