聚合物/ZnO雜化太陽(yáng)能電池的制備

【摘要】：雜化聚合物太陽(yáng)能電池由于結(jié)合了有機(jī)半導(dǎo)體和無(wú)機(jī)納米粒子各自的特點(diǎn)及其產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng),具有成本低、制備工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),受到越來(lái)越多的重視。 本課題將納米ZnO晶須及ZnO納米棒作為電子受體引入雜化體相異質(zhì)結(jié)中,提高激子的分離程度及電子的傳輸與有效收集。并通過(guò)復(fù)合相的制備的調(diào)控提高光譜響應(yīng)范圍,制備高的能量轉(zhuǎn)化率的在空氣中穩(wěn)定存在的光伏電池,并降低制作成本。主要工作包括以下內(nèi)容： 一.首先是ZnO納米材料的制備與表征。制備了納米ZnO薄膜晶種層,并在此基礎(chǔ)上水熱法合成ZnO納米棒。并采用微乳液水熱法制備了ZnO晶須。用XRD以及SEM等儀器對(duì)所得的ZnO納米材料的性質(zhì)進(jìn)行了表征。得到最佳條件下的制備工藝參數(shù)。 二.其次是紫外可見(jiàn)吸收光譜的測(cè)量。分別測(cè)試了不同ZnO材料的吸收光譜以及ZnO納米晶與共軛聚合物復(fù)合之后的吸收光譜,研究共混對(duì)器件性能的影響。 三.最后是器件的制備和I-V曲線測(cè)量與效率分析。制備了四種結(jié)構(gòu)的器件,將MEH-PPV:ZnO太陽(yáng)能電池與MEH-PPV:PCBM電池的光伏性能進(jìn)行了對(duì)比。發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中ZnO作為電子受體的太陽(yáng)能電池光電效率相對(duì)較低,對(duì)其原因進(jìn)行了分析,并探討需要改進(jìn)的方向。 【關(guān)鍵詞】：ZnO 聚合物 太陽(yáng)能電池
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類(lèi)號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 引言10-20
• 1.1 有機(jī)/聚合物太陽(yáng)能電池的發(fā)展11-13
• 1.2 聚合物太陽(yáng)能電池有機(jī)材料13-15
• 1.2.1 有機(jī)小分子化合物13-14
• 1.2.2 有機(jī)大分子化合物14
• 1.2.3 模擬葉綠素材料14-15
• 1.3 聚合物太陽(yáng)能電池基本工作原理15-16
• 1.4 聚合物太陽(yáng)能電池重要特性16-19
• 1.4.1 等效電路16-17
• 1.4.2 光譜響應(yīng)特性17
• 1.4.3 伏安特性曲線17-19
• 1.5 研究目的及方法19-20
• 2 ZnO納米晶的制備與表征20-35
• 2.1 納米ZnO薄膜20-24
• 2.1.1 溶膠-凝膠體系的選用20
• 2.1.2 ZnO薄膜制備工藝20-21
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論21-24
• 2.1.3.1 ZnO溶膠的TG-DTA分析21-22
• 2.1.3.2 ZnO薄膜XRD分析22-23
• 2.1.3.3 ZnO薄膜的表面形貌23-24
• 2.1.3.4 ZnO薄膜光學(xué)性能分析24
• 2.1.4 小結(jié)24
• 2.2 ZnO納米棒24-30
• 2.2.1 ZnO納米棒的制備25
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論25-29
• 2.2.2.1 ZnO納米棒的形貌及影響因素研究25-28
• 2.2.2.2 ZnO納米棒的X射線衍射分析28-29
• 2.2.2.3 ZnO納米棒光致發(fā)光性能的研究29
• 2.2.3 小結(jié)29-30
• 2.3 ZnO晶須30-35
• 2.3.1 微乳液法制備氧化鋅晶須30
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論30-34
• 2.3.2.1 熱重分析30-31
• 2.3.2.2 ZnO晶須的XRD分析31-32
• 2.3.2.3 ZnO晶須的SEM分析32-33
• 2.3.2.4 ZnO晶須紫外可見(jiàn)光譜33-34
• 2.3.3 小結(jié)34-35
• 3 聚合物/ZnO雜化有機(jī)太陽(yáng)能電池的研究35-45
• 3.1 器件制備35-37
• 3.1.1 ITO玻璃基片的清洗及處理35-36
• 3.1.2 共混溶液的配置36
• 3.1.3 PEDOT:PSS的旋涂及退火36
• 3.1.4 聚合物/ZnO復(fù)合薄膜的制備36-37
• 3.1.5 蒸鍍Al電極37
• 3.2 器件的形貌37-39
• 3.3 聚合物太陽(yáng)能電池器件的測(cè)量39-43
• 3.3.1 吸收光譜的測(cè)量39-41
• 3.3.2 I-V特性曲線的測(cè)定41-43
• 3.4 小結(jié)43-45
• 4 總結(jié)與展望45-47
• 4.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)論和創(chuàng)新點(diǎn)45
• 4.2 目前存在的問(wèn)題45-46
• 4.3 展望46-47
• 參考文獻(xiàn)47-50
• 作者簡(jiǎn)歷50-52
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集52

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