有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池活性層的結(jié)構(gòu)及其性能研究

【摘要】： 以聚合物MEH-PPV與小分子EP-PTC摻雜體系為研究對(duì)象,利用AFM系統(tǒng)地研究了MEH-PPV: EP-PTC復(fù)合膜的預(yù)處理和后處理對(duì)復(fù)合膜相結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明,芳香性溶劑有利于MEH- PPV與EP-PTC的溶解,MEH-PPV與EP-PTC兩相之間形成納米尺寸的相分離;隨著EP-PTC在摻雜體系中的含量和摻雜體系溶液濃度的增加,EP-PTC聚集體尺寸逐漸增大;隨著復(fù)合膜的退火溫度的升高,聚合物鏈間的相互作用增強(qiáng),EP-PTC結(jié)晶性提高。以MEH-PPV: EP-PTC復(fù)合膜為活性層,制備了基于不同溶劑和摻雜比的有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池,研究了復(fù)合膜的形貌對(duì)基于MEH-PPV: EP-PTC復(fù)合膜的有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池性能的影響。研究表明,基于芳香性溶劑的太陽(yáng)能電池的性能較好,其中基于氯苯的太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率最高為0.0621%,較基于四氫呋喃的太陽(yáng)能電池提高了20倍;當(dāng)MEH-PPV與EP-PTC摻雜比為1:3時(shí),太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率最高為0.072% ,較摻雜比1:1的太陽(yáng)能電池提高了14倍。 為了提高體異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的性能,我們?cè)O(shè)計(jì)并制備了給體MEH-PPV與受體PCBM界面層相互滲透的互滲式結(jié)構(gòu)的有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池。結(jié)果表明,互滲式太陽(yáng)能電池由于具有互滲式的給受體接觸界面,有利于光生激子的有效分離;同時(shí)在活性層與對(duì)應(yīng)電極接觸界面又是給受體各自界面層,有利于載流子的有效傳輸和收集。在光強(qiáng)為100mW/cm2的白光照射下,互滲式太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)2.68%,比基于MEH-PPV/PCBM雙層異質(zhì)結(jié)電池提高了13倍;比基于摻雜比為1:1的MEH-PPV: PCBM體異質(zhì)結(jié)電池提高了3.4倍,比最佳摻雜比為1: 4的體異質(zhì)結(jié)電池提高了2倍。 【關(guān)鍵詞】：有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池 體異質(zhì)結(jié) 相分離
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 提要4-8
• 第一章 緒論8-27
• 第一節(jié) 引言8-9
• 第二節(jié) 有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池的基本原理9-13
• 1.2.1 有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池的基本原理9-11
• 1.2.2 衡量有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率的基本參數(shù)11-13
• 第三節(jié) 有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)13-17
• 1.3.1 雙層結(jié)構(gòu)14-15
• 1.3.2 體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)15-16
• 1.3.3 層壓式結(jié)構(gòu)16-17
• 第四節(jié) 有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池活性層的形貌17-25
• 1.4.1 溶劑對(duì)活性層形貌的影響17-20
• 1.4.2 組分的摻雜比對(duì)活性層形貌的影響20-22
• 1.4.3 溶液濃度對(duì)活性層形貌的影響22
• 1.4.4 退火處理對(duì)活性層形貌的影響22-25
• 第五節(jié) 本論文的設(shè)計(jì)思想25-27
• 第二章 MEH-PPV: EP-PTC 復(fù)合膜的形貌及其性能研究27-44
• 第一節(jié) 引言27-28
• 第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)部分28-30
• 2.2.1 原料與試劑28
• 2.2.2 儀器與設(shè)備28-29
• 2.2.3 器件結(jié)構(gòu)29
• 2.2.4 器件的制備29-30
• 第三節(jié) MEH-PPV:EP-PTC 復(fù)合膜的形貌及其性能30-43
• 2.3.1 溶劑對(duì)復(fù)合膜的形貌及其性能的影響30-37
• 2.3.2 組分的摻雜比對(duì)復(fù)合膜的形貌及其性能的影響37-41
• 2.3.3 溶液濃度對(duì)復(fù)合膜形貌的影響41
• 2.3.4 退火處理對(duì)復(fù)合膜形貌的影響41-43
• 第四節(jié) 小結(jié)43-44
• 第三章 互滲式太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)及性能研究44-57
• 第一節(jié) 引言44-46
• 第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)部分46-49
• 3.2.1 原料與試劑46-47
• 3.2.2 儀器與設(shè)備47
• 3.2.3 互滲式太陽(yáng)能電池的制備47-49
• 第三節(jié) 互滲式太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)及性能49-56
• 3.3.1 互滲式太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)表征49-52
• 3.3.2 互滲式太陽(yáng)能電池的性能52-54
• 3.3.3 互滲式太陽(yáng)能電池與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能電池的性能對(duì)比54-56
• 第四節(jié) 小結(jié)56-57
• 第四章 結(jié)論57-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文63-65
• 摘要65-67
• Abstract67-70
• 致謝70

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