Rubrene/C_(70)太陽能電池的制備及性能改善

【摘要】：本文以真空熱蒸發(fā)法制備了基于Rubrene/C_(70)為活性層的有機小分子太陽能電池，并對以下三個方面進行了系統(tǒng)地研究： 1.制備了結構分別為： ITO/MoO_3/CuPc/C_60/BCP/Al；ITO/MoO_3/CuPc/C_(70)/BCP/Al；ITO/MoO_3/Rubrene/C_60/BCP/Al； ITO/MoO_3/Rubrene/C_(70)/BCP/Al的四種有機太陽能電池(OSC_s)。并對這四種電池的性能進行比較。結果表明：用C_(70)代替C_60作為OSC_s的受體，極大地提高了OSC_s器件的短路電流密度(JSC)；用Rubrene代替CuPc作為OSC_s器件的給體，大幅度地提高了OSC_s器件的開路電壓（VOC），從而使得OSC_s器件的能量轉換效率（PCE）提高了275.4%。 2.研究了Rubrene/C_(70)異質結太陽能電池的優(yōu)化。首先采用MoO_3及BCP作為電極修飾層，使基于Rubrene/C_(70)活性層的器件性能得到大幅度提高。然后再優(yōu)化Rubrene、C_(70)活性層的厚度。結果表明，給體Rubrene層及受體C_(70)層的最優(yōu)厚度分別為30nm及25nm。優(yōu)化后器件的VOC、JSC、FF及PCE分別為0.82V、2.025mA/cm2、49.8%及0.806%。 3.考察了ITO/MoO_3/Rubrene/C_(70)/BCP/Al器件的退化現(xiàn)象，研究了器件的退化原因。制備了結構為： ITO/MoO_3/Rubrene/C_(70)/BCP/Al的器件，通過測試器件的J-V特性，考察了器件的VOC、JSC、FF和PCE隨著時間演化關系。結果表明：VOC幾乎不隨著時間而改變，而JSC、FF及PCE隨著時間的增加而不斷減小。我們認為氧氣是導致器件退化的主要因素，氧氣能滲透進入有機活性層與C_(70)發(fā)生反應，導致C_(70)傳導率降低，從而增加了器件的串聯(lián)電阻。光照及其伴隨的高溫會加速氧氣與C_(70)的反應，從而加速了器件的退化。 【關鍵詞】：有機太陽能電池 能量轉換效率 短路電流密度 開路電壓 優(yōu)化 退化
【學位授予單位】：暨南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目錄5-6
• 1 緒論6-19
• 1.1 研究背景及意義6-7
• 1.2 有機太陽能電池簡介7-17
• 1.3 本文的主要內容及提綱17-19
• 2 小分子平面異質結太陽能電池的制備19-24
• 2.1 實驗設備及測試儀器19
• 2.2 實驗材料19-20
• 2.3 有機太陽能電池的制備過程20-24
• 3 小分子平面異質結太陽能電池的研究24-31
• 3.1 引言24
• 3.2 實驗24-26
• 3.3 結果與討論26-30
• 3.4 小結30-31
• 4 Rubrene/C70異質結太陽能電池的優(yōu)化31-41
• 4.1 引言31-32
• 4.2 實驗32-33
• 4.3 結果與討論33-40
• 4.4 小結40-41
• 5 Rubrene/C70異質結太陽能電池的退化研究41-46
• 5.1 引言41
• 5.2 實驗41-42
• 5.3 結果與討論42-45
• 5.4 小結45-46
• 6. 總結與展望46-49
• 6.1 總結46-47
• 6.2 展望47-49
• 參考文獻49-54
• 碩士期間發(fā)表的論文54-55
• 致謝55

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