有機(jī)太陽(yáng)能電池材料及其器件的研究

【摘要】： 利用廉價(jià)材料制備低成本、高效能的太陽(yáng)能電池一直是光伏領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。目前用于地面的晶硅電池由于生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高，使其應(yīng)用受到限制。導(dǎo)電聚合物的發(fā)現(xiàn)提供了新的制造廉價(jià)光伏電池的材料，使其研究開發(fā)低成本光伏電池成為可能。本論文選擇了成本低廉、性能優(yōu)良的聚苯胺作為研究對(duì)象，從合成、摻雜、復(fù)合材料、光電特性及太陽(yáng)能電池等方面對(duì)聚苯胺進(jìn)行了詳細(xì)的研究，得到了一些有意義的結(jié)果。 本論文首先對(duì)聚苯胺的分子鏈結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電機(jī)理進(jìn)行了較為詳細(xì)的論述。用化學(xué)氧化法合成了聚苯胺，通過實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)地研究了氧化劑種類、濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、摻雜酸的種類和濃度等不同因素對(duì)聚苯胺性能的影響。從原料易得、反應(yīng)產(chǎn)率、產(chǎn)物的電導(dǎo)率等因素綜合考慮，得到了苯胺化學(xué)氧化聚合反應(yīng)的最佳條件。 其次用不同種類和不同濃度的酸對(duì)聚苯胺進(jìn)行了再次摻雜，通過紅外光譜、紫外光譜和電導(dǎo)率對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征和分析。得到了電導(dǎo)率較高的最佳再次摻雜條件以及聚苯胺的結(jié)構(gòu)和光電性能與再摻雜酸的酸性和酸濃度都有較大關(guān)系的結(jié)論。 第三采用原位聚合的方法制備的PAn/PVA復(fù)合材料，通過電導(dǎo)率、紅外光譜、紫外光譜、熒光光譜與熱重曲線等分析復(fù)合材料的光電性能、結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性。復(fù)合材料也具有較高的電導(dǎo)率，在最佳的反應(yīng)條件下，其電導(dǎo)率可達(dá)4.55S/cm。復(fù)合材料的紅外光譜顯示了復(fù)合材料中PAn的結(jié)構(gòu)與化學(xué)氧化聚合直接制得的純導(dǎo)電態(tài)聚苯胺的結(jié)構(gòu)一致。PVA與PAn的相互作用影響復(fù)合材料的UV-Vis吸收光譜，復(fù)合材料的UV-Vis吸收光譜與PAn相比發(fā)生了不同程度的藍(lán)移。熒光光譜表明將PVA與PAn復(fù)合，增強(qiáng)了載流子的注入密度和限域效應(yīng)，抑制了PAn的非輻射衰減，提高了復(fù)合材料的發(fā)光效率。從室溫下長(zhǎng)時(shí)間的電導(dǎo)率數(shù)據(jù)和熱重分析曲線可知復(fù)合材料具有良好的穩(wěn)定性。 最后，對(duì)聚苯胺在光伏領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了初步的研究。利用聚苯胺和復(fù)合材料與n型硅制備出了有機(jī)p-n異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池，對(duì)電池的伏安特性、開路電壓、短路電流和穩(wěn)定性進(jìn)行了測(cè)試，對(duì)電池的機(jī)理進(jìn)行了初步探討，分析了影響聚苯胺p-n異質(zhì)結(jié)電池特性的各種因素。得到了一些未見報(bào)道過的很有價(jià)值的結(jié)果。 【關(guān)鍵詞】：聚苯胺 合成 摻雜 復(fù)合材料 光電性能 太陽(yáng)能電池
【學(xué)位授予單位】：華南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號(hào)】：TM914
【目錄】：

• 第一章 緒論8-17
• 1.1 研究背景及意義8-14
• 1.1.1 研究背景8-11
• 1.1.2 研究狀況11-12
• 1.1.3 缺陷及原因12-13
• 1.1.4 材料的選擇13-14
• 1.2 聚苯胺的研究歷史14-15
• 1.3 目前聚苯胺國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)15-16
• 1.4 本論文主要工作16-17
• 第二章 共軛聚合物及聚苯胺的導(dǎo)電機(jī)理17-29
• 2.1 導(dǎo)電聚合物17-18
• 2.2 共軛聚合物導(dǎo)電機(jī)理18-24
• 2.2.1 導(dǎo)體絕緣體和半導(dǎo)體的能帶理論18-20
• 2.2.2 聚合物的導(dǎo)電條件20-21
• 2.2.3 共軛聚合物的導(dǎo)電方式21-22
• 2.2.4 電子型導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電機(jī)理22-24
• 2.3 聚苯胺導(dǎo)電機(jī)理24-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 聚苯胺的化學(xué)氧化聚合和摻雜29-43
• 3.1 聚苯胺的合成方法及摻雜機(jī)理29-33
• 3.1.1 合成方法概述29-32
• 3.1.2 聚苯胺的質(zhì)子酸摻雜機(jī)理32-33
• 3.2 不同因素對(duì)聚合反應(yīng)的影響及聚苯胺的特性33-37
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)部分33-34
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析34-37
• 3.2.3 結(jié)論37
• 3.3 再次摻雜聚苯胺的特性分析37-42
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)部分37-38
• 3.3.2 結(jié)果與討論38-42
• 3.3.3 結(jié)論42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第四章 有機(jī)導(dǎo)電聚苯胺復(fù)合材料的研究43-52
• 4.1 實(shí)驗(yàn)部分43-44
• 4.1.1 原料和試劑43
• 4.1.2 復(fù)合材料的制備43-44
• 4.1.3 性能測(cè)試44
• 4.2 結(jié)果與討論44-51
• 4.2.1 各種聚合因素對(duì)復(fù)合材料性能的影響44-47
• 4.2.2 復(fù)合材料的光譜分析47-49
• 4.2.3 復(fù)合材料的電鏡觀察49-50
• 4.2.4 復(fù)合材料的穩(wěn)定性分析50-51
• 4.3 本章小結(jié)51-52
• 第五章 聚苯胺太陽(yáng)電池的研究52-64
• 5.1 有機(jī)光伏電池的理論及其參數(shù)52-58
• 5.1.1 理想太陽(yáng)電池53-55
• 5.1.2 材料的光譜響應(yīng)55
• 5.1.3 太陽(yáng)電池的短路電流55-56
• 5.1.4 太陽(yáng)電池的開路電壓56-57
• 5.1.5 材料禁帶寬度Eg與效率關(guān)系57-58
• 5.2 導(dǎo)電聚苯胺太陽(yáng)電池的特性研究58-63
• 5.2.1 電池的制備58-59
• 5.2.2 電池的伏安特性59-61
• 5.2.3 電池的開路電壓與短路電流61-63
• 5.2.4 電池性能的穩(wěn)定性63
• 5.3 本章小結(jié)63-64
• 第六章 總結(jié)64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-72

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

有機(jī)PIN型太陽(yáng)能電池的數(shù)值模擬    王明聰;石莎;杜驚雷;

壬基酚聚氧乙烯醚硫酸摻雜聚苯胺的電導(dǎo)率研究    王穎;姚軍龍;熊傳溪;

聚合物太陽(yáng)能電池等效電路模型研究    呂成興;劉軍禮;劉波;臧鶴超;

基于Zintl相化合物的有機(jī)—無機(jī)復(fù)合新材料探索    丁明德

聚苯胺復(fù)合涂層及Mn_2O_3微球的耐蝕性能研究    劉洋

聚苯胺在金屬腐蝕保護(hù)中的應(yīng)用    譚焰,肖靜知,謝乃賢

摻雜聚苯胺能帶結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電機(jī)理的研究    王惠忠,王榮順,趙成大,黃宗浩,唐勁松,王寶忱,王佛松

聚苯胺的摻雜及其性能的研究    曾幸榮;龔克成;

導(dǎo)電高分子材料研究進(jìn)展    祝偉;

聚合物襯底非晶硅太陽(yáng)電池的研制    呂寶堂，王濱生，胡宏勛

激子和載流子輸運(yùn)研究 I.有機(jī)肖特基型固態(tài)太陽(yáng)電池    黃頌羽,鄧慧華,顧建華,陸祖宏

聚苯胺的摻雜反應(yīng)    王佛松;王利祥;景遐斌;

導(dǎo)電聚合物聚苯胺的研究進(jìn)展——Ⅰ.合成、鏈結(jié)構(gòu)和凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)    王利祥,王佛松

導(dǎo)電性高分子復(fù)合材料    章明秋,曾漢民

聚苯胺的FeCl_3摻雜及固化環(huán)氧樹脂行為研究    楊慶浩,井新利

液晶聚合物的研究進(jìn)展    張娜,張毅,王久芬

PET/PE/CB導(dǎo)電母料的研制    王執(zhí)中;王仲文;

導(dǎo)電共軛聚合物的制備與應(yīng)用    王振杰;聶登攀;耿家銳;李志遠(yuǎn);何灝;

電磁屏蔽塑料的研究進(jìn)展    徐勤濤;孫建生;侯俊峰;楊豐帆;趙秀芬;劉景;于萬增;

聚苯胺的合成及應(yīng)用研究進(jìn)展    宋桂賢;吳雄崗;

馬來酸水溶液法聚合轉(zhuǎn)化率的測(cè)定    王世亮,邢獻(xiàn)軍

半導(dǎo)體材料測(cè)試技術(shù)的現(xiàn)狀    董蘇;蔡云凱;

導(dǎo)電聚苯胺(PAn)材料在EMI中的應(yīng)用    方鯤,毛衛(wèi)民,馮惠平,郭志猛

PVDF單鏈拉伸的第一性原理模擬    曾凡林;孫毅;

透明導(dǎo)電玻璃的研究與產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀    曹四海;韓曉燕;

智能纖維的現(xiàn)狀與發(fā)展    葛一蘭;李青山;崔占全;

導(dǎo)電混凝土研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景    崔素萍;劉永肖;蘭明章;王子明;王亞麗;

一種有機(jī)導(dǎo)電膠的直流電阻—溫度特性研究    彭景翠;陳小華;

鍍膜織物的功能特性研究    陳向東;楊大本;胡道清;

塑料透明導(dǎo)電膜(ITO)的研制及其應(yīng)用    李會(huì)斌;陳紅;

水泥基超高摻量鋼纖維含量復(fù)合材料電性能    洪雷;

一種溶解度高的導(dǎo)電聚苯胺的合成新工藝    王超;秦磊;吳振豪;張龍;

導(dǎo)電高分子聚苯胺的研究及其在導(dǎo)電塑料板中的應(yīng)用    邵慧美;趙立群;亢萍;劉金鵬;

PEDOT:PSS薄膜的摻雜改性及其在有機(jī)太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用研究    李蛟

齊聚噻吩及其衍生物的合成、性能及應(yīng)用研究    臘明

導(dǎo)電聚苯胺和聚苯胺復(fù)合陽(yáng)極材料的制備及電化學(xué)性能研究    黃惠

有機(jī)基太陽(yáng)能電池中有序結(jié)構(gòu)材料及其界面和性能    楊志勝

基于氧化石墨烯/聚合物光伏特性的研究    劉智勇

脈沖激光沉積CdO和ZnO基薄膜及其光電性能研究    鄭必舉

氧化釓摻雜對(duì)氧化鉿高K柵介質(zhì)氧空位抑制作用及電學(xué)性能研究    季梅

硅基薄膜的制備及其在鋰離子電池中的應(yīng)用    秦艷麗

微/納米聚苯胺空心結(jié)構(gòu)的制備及表征    張龍

聚苯胺及其復(fù)合材料的制備及功能性和可加工性研究    邵亮

紅壤土壤腐蝕直接、連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究    李新義

鍺單晶片的表面化學(xué)腐蝕研究    張亞萍

聚苯胺對(duì)鎂合金環(huán)氧防護(hù)涂層耐蝕性能的影響    張穎君

PAN基碳纖維導(dǎo)電瀝青混凝土研究    程景

聚噻吩類共軛高分子化合物的合成與表征    徐椏楠

有機(jī)小分子太陽(yáng)電池陰極修飾的研究    李方馨

多孔聚合物微球制備及負(fù)載光致變色材料研究    孫靜

基于導(dǎo)電聚合物的電致變色器件的制備與性能研究    王昊

樟腦磺酸摻雜制備可溶性聚苯胺    袁程程

新型光致變色化合物螺吡喃的合成及性能研究    王成

K_4Sn_3Se_8的固相合成、晶體結(jié)構(gòu)和反射光譜研究    王志霞,郭洪猷

聚苯胺薄膜電極的制備及性能研究    侯麗波,賈夢(mèng)秋,胡剛

聚苯胺納米復(fù)合材料的特異性能及應(yīng)用前景    黃美榮,李新貴,曾劍峰

聚苯胺/氧化銦復(fù)合薄膜QCM氣體傳感器    嚴(yán)曉磊;謝光忠;杜曉松;太惠玲;蔣亞東;

緩蝕劑的研究現(xiàn)狀與展望    何新快,陳白珍,張欽發(fā)

不銹鋼表面電化學(xué)合成導(dǎo)電聚苯胺膜的研究    龍晉明,王少龍,王靜

導(dǎo)電高分子聚苯胺在金屬防腐中的研究進(jìn)展    王金庫(kù);孫秋霞;林薇薇;

太陽(yáng)能電池材料CuInS_2的研究現(xiàn)狀    湯會(huì)香,嚴(yán)密,張輝,楊德仁

導(dǎo)電高分子的電致變色性及其在智能窗上的應(yīng)用    李新貴,夏宇,黃美榮

導(dǎo)電高分子材料聚苯胺的研究進(jìn)展    馬利,湯琪

聚苯胺/蒙脫土復(fù)合防腐蝕涂層的制備及性能研究    李玉峰

可流動(dòng)性聚苯胺的制備與性能研究    王穎

銅銦硒太陽(yáng)能電池材料的制備與表征及RTP的設(shè)計(jì)    曹永勝

聚苯胺修飾不銹鋼電極的腐蝕行為    蘇光耀,高德叔,林成章

可溶性稀土聚乙炔的合成及其聚合機(jī)理的研究    胡孝東,王佛松,趙曉江,顏德岳

酸濃度對(duì)苯胺聚合及所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)與性能的影響    唐勁松,王利祥,景遐斌,王寶忱,王佛松

可溶性聚(o—,m—)甲苯胺    王利祥,景遐斌,倪少儒,王佛松

高性能聚苯胺自支撐膜    王利祥,王佛松

摻雜態(tài)聚苯胺鏈結(jié)構(gòu)的研究    景遐斌,唐勁松,王英,雷良才,王寶忱,王佛松

苯胺的化學(xué)聚合    唐勁松;王利祥;景遐斌;王寶忱;王佛松;

腐蝕電極恒電位階躍暫態(tài)過程的多元線性回歸分析    宋光鈴，曹楚南，史志明，林海潮

聚苯胺太陽(yáng)電池的研究    任斌,余成,黃河

導(dǎo)電聚苯胺材料的乳液聚合研究進(jìn)展    馬利,胡睿,王成章

導(dǎo)電導(dǎo)磁復(fù)合聚苯胺電磁參數(shù)及吸波性的研究    牛志成,劉祖黎,廖海星,姚凱倫

聚苯胺導(dǎo)電聚合物的介電性能研究    宋月賢,王紅理,鄭元鎖,韋緯,徐傳鑲

導(dǎo)電性聚酰胺/聚苯胺共混物的研究    井新利,楊慶浩,鄭茂盛,藍(lán)立文

摻雜Mn-Zn復(fù)合聚苯胺電磁參數(shù)及吸波性能的研究    王國(guó)強(qiáng),鄒勇,石義杰,王明秋

聚苯胺涂層導(dǎo)電滌綸纖維的制備與性能    羅潔,李瑞霞,周洪,王水利

聚苯胺/鎳納米復(fù)合材料原位復(fù)合與性能表征    李鵬,官建國(guó),張清杰,袁潤(rùn)章

聚苯胺導(dǎo)電材料在二次電池電極材料中的應(yīng)用    趙亮,葛嶺梅,周安寧,劉春寧

科技信息    蔣宇平

溫度對(duì)原位復(fù)合型聚苯胺/鈦酸鋇復(fù)合粒子電流變性能的影響    魏建紅;石兢;官建國(guó);袁潤(rùn)章;

聚酰亞胺改性聚苯胺薄膜的制備及其光電性能研究    韋瑋;王延敏;宋月賢;封偉;鄭建邦;吳洪才;

聚苯胺/聚氨酯導(dǎo)電海綿的制備及其用于回收銀離子的研究    陳芬;楊春明;

聚苯胺自組裝復(fù)合膜及敏感特性研究    蔣亞東;王濤;吳志明;黃春華;李丹;

大尺度聚苯胺螺旋帶的制備    梁杰;房進(jìn);魏志祥;

用于電磁屏蔽技術(shù)的高導(dǎo)電聚苯胺性能研究    宋月賢;王紅理;鄭元鎖;韋瑋;徐傳驤;

氧化鋁模板中合成聚苯胺納米管陣列及其機(jī)理研究    常明;張俊喜;陸啟飛;燕友果;張立德;

聚苯胺的光誘導(dǎo)順磁共振    金長(zhǎng)清;劉洪楷;

聚苯胺電致變色的微型實(shí)驗(yàn)    韓樹民;褚偉陽(yáng);李青山;

表面活性劑體系中聚苯胺的合成及表征    宋根萍;伯潔;郭榮;

梯度性材料：復(fù)合材料的未來    文珂

復(fù)合材料給飛機(jī)減重三成    譚志廷

電子世界的保護(hù)神    蔡永源

復(fù)合材料的回收及循環(huán)利用    

納米PA6復(fù)合材料投產(chǎn)    祝佳才

復(fù)合材料：大有希望的新興材料    本報(bào)編輯部編譯

高性能復(fù)合材料應(yīng)加速發(fā)展    

歐盟將實(shí)施復(fù)合材料回收法    楊檢

梅列一批節(jié)能環(huán)保項(xiàng)目開竣工    肖慶松　劉莉婷

彈簧“瘦身” 高炮實(shí)彈射擊打不響 解“啞炮”謎 蘇教授細(xì)說復(fù)合材料    

基于聚苯胺及其復(fù)合材料的生物傳感器    薛懷國(guó)

超聲輻照制備聚丙烯酸正丁酯和聚苯胺納米材料的研究    夏和生

木材—有機(jī)氣凝膠復(fù)合材研究    李君

納米HA與PA-6和p-PPS-m-PPSA高分子復(fù)合生物材料的研究    嚴(yán)永剛

BiTe基材料的制備及其熱電性能研究    胡淑紅

聚苯胺微米/納米結(jié)構(gòu)的制備及表征    李桂村

聚苯胺/蒙脫土復(fù)合防腐蝕涂層的制備及性能研究    李玉峰

麻纖維復(fù)合材料高性能化的研究    許瑞

Nb/Nb_5Si_3復(fù)合材料基礎(chǔ)研究    曲士昱

Fe/Zn復(fù)合材料及液壓阻尼器抗震性能數(shù)值仿真研究    高慧婷

有機(jī)太陽(yáng)能電池材料及其器件的研究    任斌

聚苯胺/納米氧化鈰復(fù)合材料的研究    于躍華

聚吡咯（聚苯胺）/蒙脫土導(dǎo)電復(fù)合材料的制備與性能研究    趙金玲

復(fù)合材料蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)脫膠修補(bǔ)研究與軟件開發(fā)    孫曉波

重型專用汽車復(fù)合材料車架計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)研究    余良富

尼龍6/納米Al_2O_3復(fù)合材料制備及摩擦磨損性能研究    孫莉

ARJ21復(fù)合材料方向舵設(shè)計(jì)    吉桂興

電動(dòng)汽車用復(fù)合材料飛輪轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)與材料優(yōu)化    孟志華

粉煤灰（顆粒）填充MC尼龍復(fù)合材料的研究    張娟娟

碳纖維/乙烯基酯樹脂拉擠復(fù)合材料的環(huán)境老化行為研究    王莉莉