有機太陽能電池光學(xué)空間層和倒置結(jié)構(gòu)的研究

【摘要】：當(dāng)今世界各國的發(fā)展都面臨著一個重大問題——能源問題,加大可再生能源在各個領(lǐng)域的推廣應(yīng)用是解決能源問題的最有效途徑之一。由于太陽能取之不盡用之不竭并且具有清潔無污染、使用安全的特點,因此發(fā)展太陽能成為關(guān)注的焦點。利用太陽能就是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,這主要是通過半導(dǎo)體太陽能電池來實現(xiàn)的。有機太陽能電池由于其造價低、重量輕、容易大面積生產(chǎn)并且可以在柔性襯底上制備,更是引起科研工作者的極大興趣。因此有機太陽能電池的研究成為一大熱點。 首先我們制備基于CuPc/C60為活性層的有機小分子太陽能電池,由于CuI的加入,增加了太陽能電池的短路電流和填充因子,有效地改變了CuPc分子的堆積方式增加了對太陽光吸收,并且CuI對陽極ITO有一定的修飾,使太陽能電池能量轉(zhuǎn)換效率有相當(dāng)大幅度的增加,提高了太陽能電池性能。同時,每一有機材料的厚度對太陽能電池的光電特性有很大的影響,通過優(yōu)化,我們得到的最大效率值為1.56%。 然后,我們研究了基于CuPc:C60共混結(jié)構(gòu)的有機小分子太陽能電池,它是在給體與受體之間加入混合層,混合層是由給體和受體材料按照一定的比例(比例1：1)混合所形成的。通過實驗分析,我們得到CuPc:C60混合層的最優(yōu)厚度是15nnm,此時CuPc和C60的厚度分別為12.5nm、32.5nm。在這個條件下,激子的分離效率最好,電子空穴復(fù)合效率最低,電子空穴能夠很好地傳輸。在此基礎(chǔ)之上,我們進(jìn)一步深化分析光學(xué)空間層(Optical Spacer)對有機小分子太陽能電池性能的影響,在有源層和電極之間加一層C60:LiF(3:1)作為光學(xué)空間層,我們發(fā)現(xiàn)這一改變有效地增加了器件對光的吸收,提高了電池的效率。 最后我們研究分析了倒置結(jié)構(gòu)的有機小分子太陽能電池。它是把ITO電極作為陰極,功函數(shù)高的金屬或非金屬電極作為陽極。采用A1作為電子注入層的效果是顯而易見的,但它的厚度不能太厚,會影響到光活性層對太陽光的吸收,而且A1要暴露大氣一段時間產(chǎn)生的效果會更好,因為產(chǎn)生了A1Ox,這樣能進(jìn)一步降低電極的功函數(shù),減少陰極的勢壘。通過倒置結(jié)構(gòu),我們也分析了有機材料BCP的特性。 【關(guān)鍵詞】：有機小分子太陽能電池 能量轉(zhuǎn)換效率 光學(xué)空間層 倒置結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-20
• 1.1 引言9-10
• 1.2 有機太陽能電池的研究現(xiàn)狀和基本原理10-12
• 1.2.1 有機太陽能電池的研究現(xiàn)狀10
• 1.2.2 有機太陽能電池的基本原理10-12
• 1.3 有機小分子太陽能電池常用材料和基本結(jié)構(gòu)12-16
• 1.3.1 有機小分子太陽能電池常用材料12-14
• 1.3.2 有機小分子太陽能電池的基本結(jié)構(gòu)14-16
• 1.4 有機小分子太陽能電池的表征參數(shù)16-18
• 1.4.1 有機小分子太陽能電池的等效電路和伏安特性方程16-17
• 1.4.2 有機小分子太陽能電池的表征17-18
• 1.5 本論文的主要思路18-20
• 2 基于CuPc/C_(60)有機太陽能電池的制備和光電特性的研究20-30
• 2.1 引言20-21
• 2.2 有機薄膜的制作工藝21-25
• 2.2.1 真空蒸發(fā)鍍膜技術(shù)21-22
• 2.2.2 真空蒸發(fā)鍍膜的主要設(shè)備22-24
• 2.2.3 真空熱蒸發(fā)鍍膜技術(shù)中的清潔處理24-25
• 2.3 基于CuPc/C_(60)有機小分子太陽能電池的制備和測試25-26
• 2.3.1 基于CuPc/C_(60)有機小分子太陽能電池的制備25-26
• 2.3.2 基于CuPc/C_(60)有機小分子太陽能電池的測試26
• 2.4 結(jié)果和討論26-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 3 有機小分子太陽能電池光學(xué)空間層對太陽能電池性能的影響30-43
• 3.1 引言30-31
• 3.2 共混結(jié)構(gòu)的有機小分子太陽能電池的光電特性31-34
• 3.2.1 共混結(jié)構(gòu)的有機小分子太陽能電池的制備和測試31-32
• 3.2.2 共混結(jié)構(gòu)的有機小分子太陽能電池光電特性分析32-34
• 3.3 光學(xué)空間層對有機小分子太陽能電池性能的影響34-41
• 3.3.1 含有光學(xué)空間層的有機小分子太陽能電池的制備和測試34-35
• 3.3.2 含有光學(xué)空間層的有機小分子太陽能電池光電特性分析35-41
• 3.4 本章小結(jié)41-43
• 4 有機小分子太陽能電池倒置結(jié)構(gòu)的研究43-51
• 4.1 引言43-44
• 4.2 有機小分子太陽能電池倒置結(jié)構(gòu)的研究44-49
• 4.2.1 倒置結(jié)構(gòu)有機小分子太陽能電池的制備和測試44
• 4.2.2 倒置結(jié)構(gòu)有機小分子太陽能電池光電特性的研究44-48
• 4.2.3 含有BCP倒置結(jié)構(gòu)的有機小分子太陽能電池光電特性的研究48-49
• 4.3 本章小結(jié)49-51
• 結(jié)論51-52
• 參考文獻(xiàn)52-57
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況57-58
• 致謝58-59

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

加拿大國家研究理事會研究開發(fā)有機太陽能電池    

加拿大國家研究理事會研究開發(fā)有機太陽能電池    

有機太陽能電池效率提高至6.5%    

有機太陽能電池技術(shù)及市場展望    莊陶鈞;劉亞東;

有機太陽能電池理論轉(zhuǎn)換效率接近100%    葉子;

綜研化學(xué)和神戶大學(xué)開發(fā)出p型半導(dǎo)體P3HT的新合成法,可用于有機太陽能電池    鄭冬冬;

有機太陽能電池研究進(jìn)展    林鵬,張志峰,熊德平,張夢欣,王麗

德國有機太陽能電池轉(zhuǎn)化效率破世界記錄    

德國有機太陽能電池轉(zhuǎn)化效率破世界記錄    

有機太陽能電池有望商品化    田禾;

可溶性小分子有機太陽能電池    范斌;田清勇;白華;

基于碳納米管纖維的有機太陽能電池    陳濤;仰志斌;彭慧勝;

基于取向碳納米管膜的柔性有機太陽能電池    仰志斌;陳濤;何瑞旋;彭慧勝;

柔性及疊層薄膜有機太陽能電池研究    馬廷麗;

各向同性/異性的苯并二噻吩類有機共軛小分子光物理性質(zhì)理論研究    雍雪;張景萍;

采用PEO為陰極修飾層提高有機太陽能電池的穩(wěn)定性    田慧;徐昊;楊利營;印壽根;

D-A型單分散共軛液晶齊聚物及其組裝結(jié)構(gòu)    耿延候;卜臘菊;曲建飛;謝志元;閆東航;王佛松;

9-(二辛基甲基)-2,7-咔唑-alt-5,7-(二噻吩-2基)-2,3-二苯基噻吩并[3,4-b]吡嗪共聚衍生物的合成及其光伏性能研究    李健民;譚華;聶凱旋;黃穎;王亞飛;鄧先平;姜鵬程;劉煜;朱衛(wèi)國;

Rubrene/C_(60)結(jié)有機太陽能電池的陽極改性及偏壓處理研究    吳冰;劉彭義;李艷武;常鵬;

有機太陽能電池ITO電極的光刻制備法及其研究    席曦;王振交;楊輝;喬琦;季靜佳;陸紅艷;李果華;

美評估有機太陽能電池對環(huán)境的影響    記者 毛黎

美國研發(fā)可拉伸有機太陽能電池    蔡佳

德支持企業(yè)開發(fā)有機太陽能電池    記者 顧鋼

有機太陽能電池既可自組裝又能自我修復(fù)    劉霞

疊層型有機太陽能電池接近商用    記者 邰舉

觸摸未來電子生活    張德強 高裕弟 劉嵩

有機半導(dǎo)體激子擴散距離可達(dá)8微米    劉霞

光能轉(zhuǎn)換為電能的光電塑料技術(shù)    

已在發(fā)電效率上取得重要進(jìn)展    記者 馮海波 通訊員 龔華萍

2007年世界科技發(fā)展回顧(七)    本版編輯張浩 鄭曉春 鄧國慶 毛黎 何屹 顧鋼 何永晉

有機太陽能電池中的光物理過程研究    陳向東

有機太陽能電池電學(xué)模型與數(shù)值研究    馬朝柱

有機太陽能電池的電荷轉(zhuǎn)移態(tài)等效電路和多重電荷分離界面研究    黃江

基于聚合物的有機太陽能電池的研制與表征    喬芬

可溶液加工的給受體型有機小分子材料的設(shè)計合成及光伏性能    李慧

有機聚合物體異質(zhì)結(jié)太陽能電池：分子結(jié)構(gòu)，表面形貌與新型器件結(jié)構(gòu)    周印華

電沉積制備聚噻吩有序微結(jié)構(gòu)及有機太陽能電池    于偉利

有機光伏二極管的光電子性能研究    張光

聚合物太陽能電池機理及實驗研究    李衛(wèi)民

有機功能小分子、寡聚物和聚合物的設(shè)計、合成及應(yīng)用研究    蔣志韜

有機太陽能電池光學(xué)空間層和倒置結(jié)構(gòu)的研究    劉晨曦

有機太陽能電池中電極修飾的研究    史紹華

體異質(zhì)結(jié)有機太陽能電池溶劑、摻雜性能研究    代科

基于酞菁類金屬配合物的有機太陽能電池研究    楊汀

聚合物和小分子有機太陽能電池的制備和表征    閆鵬

基于三元體系混合物有機太陽能電池的研究    范學(xué)東

銀納米顆粒表面等離子體增強有機太陽能電池研究    周子游

利用納米材料的光學(xué)特性提高有機太陽能電池效率的研究    喬琳芳

體異質(zhì)結(jié)有機太陽能電池光電性能的研究    劉峰

具有大π結(jié)構(gòu)新型有機太陽能電池受體材料的研制    董雷