P3HT:PCBM聚合物太陽能電池特性研究

【摘要】：有機聚合物太陽能電池,以其柔韌性、原材料價格低廉、制備工藝簡單贏得了廣泛的關(guān)注,但其較低的光電轉(zhuǎn)換效率以及較差的穩(wěn)定性制約著有機聚合物太陽能電池的工業(yè)化生產(chǎn)。 本課題從太陽能電池的制備過程出發(fā),主要研究了以P3HT:PCBM作為光吸收物質(zhì)的聚合物太陽能電池的制備工藝,確定制備該電池所需要的實驗條件以及制備過程中需要注意的細節(jié)問題。 在ITO/P3HT:PCBM/Ag聚合物太陽能電池制備工藝研究的基礎(chǔ)上,研究了P3HT:PCBM聚合物太陽能電池的吸收特性和光伏性能。詳細研究了光敏層摻雜質(zhì)量比、光敏層厚度、緩沖層的添加以及退火處理對P3HT:PCBM聚合物太陽能電池光伏性能的影響,并對其影響機理進行分析。通過對P3HT:PCBM聚合物太陽能電池光伏性能進行表征以確定最佳的電池制備方案。 通過添加無機分子TiO_2、ZnO到有機太陽能電池中,研究了無機納米晶/聚合物太陽能電池(ITO/ TiO_2/P3HT:PCBM/Ag、ITO/ZnO/P3HT:PCBM/Ag)的制備過程以及電池的光伏特性。利用無機分子在紫外的吸收和較寬的禁帶寬度,分別研究了TiO_2、ZnO納米修飾層對聚合物太陽能電池吸收特性以及光伏性能的影響。分析其影響機理,進一步優(yōu)化了P3HT:PCBM聚合物太陽能電池的光伏性能。 【關(guān)鍵詞】：聚合物太陽能電池 P3HT:PCBM 光 無機納米粒子
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 緒論7-15
• 1.1 研究目的與意義7-8
• 1.2 有機聚合物太陽能電池的研究進展8-14
• 1.2.1 聚合物太陽能電池結(jié)構(gòu)研究8-11
• 1.2.2 聚合物太陽能電池活性層材料研究11-13
• 1.2.3 后期處理的作用研究13
• 1.2.4 聚合物太陽能電池的理論研究13-14
• 1.3 本論文的主要內(nèi)容14-15
• 第2章 ITO/P3HT:PCBM/Ag 聚合物太陽能電池的制備15-25
• 2.1 ITO/P3HT:PCBM/Ag 電池器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與能級分析15-18
• 2.2 材料的選取18-22
• 2.3 ITO/P3HT:PCBM/Ag 太陽能電池的制備22-24
• 2.3.1 ITO 玻璃基底清洗22
• 2.3.2 溶液配制與旋涂22-23
• 2.3.3 蒸鍍電極23
• 2.3.4 接引線23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 ITO/P3HT:PCBM/Ag 聚合物太陽能電池的光伏性能研究25-42
• 3.1 表征太陽能電池光伏性能的參數(shù)25-27
• 3.2 ITO/P3HT:PCBM/Ag 聚合物電池光伏性能表征27-35
• 3.2.1 聚合物電池的I-V 曲線27-30
• 3.2.2 光強對電池性能的影響30-31
• 3.2.3 聚合物電池各膜層厚度的測量31-35
• 3.2.4 電池的吸收光譜35
• 3.3 ITO/P3HT:PCBM/Ag 聚合物電池光伏性能的優(yōu)化35-41
• 3.3.1 光敏層厚度對太陽能電池光伏性能的影響35-36
• 3.3.2 緩沖層PEDOT:PSS 對于電池性能的影響36-39
• 3.3.3 光敏層中兩種物質(zhì)不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)比的影響39-40
• 3.3.4 退火處理的影響40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 無機納米晶/聚合物太陽能電池的制備與光伏性能研究42-52
• 4.1 TiO_2/聚合物太陽能電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計與能級分析42-43
• 4.2 TiO_2納米晶/聚合物太陽能電池的制備43-44
• 4.2.1 TiO_2溶膠制備43-44
• 4.2.2 添加TiO_2修飾層的方法44
• 4.3 TiO_2納米晶/聚合物太陽能電池的光伏性能44-48
• 4.3.1 TiO_2 納米晶/聚合物太陽能電池的吸收光譜44-45
• 4.3.2 TiO_2 納米晶/聚合物太陽能電池的光伏特性研究45-48
• 4.4 ZnO 納米粒子對于電池性能的影響48-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 結(jié)論52-54
• 參考文獻54-59
• 致謝59

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