苝衍生物添加劑與制備工藝對(duì)有機(jī)光伏器件性能的影響

【摘要】：隨著能源問(wèn)題日益突出,太陽(yáng)能以其蘊(yùn)藏量豐富,綠色無(wú)污染受到了全世界的重視。作為將光能轉(zhuǎn)變成可供人類(lèi)使用的能源形式的器件之一,有機(jī)光伏器件因其質(zhì)輕價(jià)廉,工藝相對(duì)簡(jiǎn)單,柔韌可卷曲,能大面積鋪展等優(yōu)勢(shì),近些年來(lái)發(fā)展迅猛?；钚詫拥奶幚砉に?活性層添加劑以及活性層材料的選用,都會(huì)對(duì)器件的能量轉(zhuǎn)化效率造成影響。 在本論文中,我們研究了不同花二酰亞胺類(lèi)添加劑的優(yōu)劣關(guān)系及其中兩種材料對(duì)P3HT/PCBM光伏器件性能的影響。另外,通過(guò)工藝優(yōu)化,我們還獲得了性能優(yōu)異的PCDTBT/PCBM和PCOBTDT/PCBM有機(jī)光伏器件。 我們向活性層中加入等量的花二酰亞胺類(lèi)添加劑,通過(guò)比較它們對(duì)P3HT/PCBM光伏器件產(chǎn)生的影響,獲得了花骨架結(jié)構(gòu)上不同取代基的的優(yōu)劣規(guī)律：四取代要優(yōu)于三取代,尾部封端基團(tuán)環(huán)狀結(jié)構(gòu)要優(yōu)于鏈狀結(jié)構(gòu),海島位置上烷氧基要優(yōu)于苯氧基； 通過(guò)工藝優(yōu)化,如與DIO復(fù)配,使用混合溶劑等,制備出了效率有所提高的活性層中含有5%(wt%)花類(lèi)衍生物的P3HT/PCBM光伏器件表明花類(lèi)衍生物是一類(lèi)行之有效的添加劑材料； 經(jīng)過(guò)對(duì)溶劑,供受體質(zhì)量比,活性層厚度,干燥溫度等參數(shù)的優(yōu)化,制備出的PCDTBT/PCBM和PCOBTDT/PCBM有機(jī)光伏器件最高效率分別達(dá)到了5.38%和3.65%,說(shuō)明工藝優(yōu)化對(duì)提高器件性能有著十分重要的作用。 【關(guān)鍵詞】：有機(jī)光伏器件 茈二酰亞胺衍生物 P3HT 工藝優(yōu)化 PCDTBT PCOBTDT
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 緒論15-43
• 1.1 光生伏特效應(yīng)簡(jiǎn)介15-17
• 1.1.1 光生伏特效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)背景15-16
• 1.1.2 光生伏特效應(yīng)的定義、原理及運(yùn)用歷程16-17
• 1.2 半導(dǎo)體材料概述17-20
• 1.2.1 半導(dǎo)體材料的定義及特性17-18
• 1.2.2 半導(dǎo)體P-N結(jié)及常見(jiàn)半導(dǎo)體材料18-19
• 1.2.3 半導(dǎo)體材料的應(yīng)用19-20
• 1.3 有機(jī)光伏器件概述20-40
• 1.3.1 有機(jī)光伏器件的工作原理20-21
• 1.3.2 有機(jī)光伏器件的材料21-28
• 1.3.2.1 電極材料21
• 1.3.2.2 過(guò)渡層材料21-22
• 1.3.2.3 活性層材料22-28
• 1.3.3 有機(jī)光伏器件的結(jié)構(gòu)28-33
• 1.3.4 有機(jī)光伏器件的制備工藝33-35
• 1.3.5 有機(jī)光伏器件的性能參數(shù)35-39
• 1.3.6 有機(jī)光伏器件的優(yōu)缺點(diǎn)39-40
• 1.4 有機(jī)光伏器件研究進(jìn)展40-42
• 1.4.1 有機(jī)光伏器件的發(fā)展背景40-41
• 1.4.2 有機(jī)光伏器件的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)41-42
• 1.5 本論文的目的、意義及主要內(nèi)容42-43
• 第二章 鄰二氯苯溶劑條件下苝衍生物對(duì)P3HT/PCBM有機(jī)光伏器件性能的影響43-61
• 2.1 引言43-44
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分44-48
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原材料及試劑44-45
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及表征設(shè)備45-46
• 2.2.3 有機(jī)光伏器件制備工藝46-47
• 2.2.4 有機(jī)光伏器件的性能測(cè)試與表征47-48
• 2.3 結(jié)果與討論48-60
• 2.3.1 經(jīng)典P3HT/PCBM光伏器件制備工藝參數(shù)的優(yōu)化48-50
• 2.3.1.1 活性層厚度48-49
• 2.3.1.2 熱退火時(shí)間49-50
• 2.3.2 四種花二酰亞胺衍生物化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)光伏器件性能的影響50-53
• 2.3.3 添加劑CM2HJ對(duì)光伏器件性能的影響及工藝優(yōu)化53-60
• 2.3.3.1 添加劑用量54-55
• 2.3.3.2 退火溫度55-56
• 2.3.3.3 溶劑退火工藝56-58
• 2.3.3.4 與1,8-二碘辛烷的復(fù)配58-60
• 2.4 本章小結(jié)60-61
• 第三章 氯仿溶劑條件下添加劑YXHBC對(duì)器件性能的影響61-75
• 3.1 引言61-62
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分62-64
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原材料及試劑62-63
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及表征設(shè)備63
• 3.2.3 有機(jī)光伏器件制備工藝63-64
• 3.2.4 有機(jī)光伏器件的性能測(cè)試與表征64
• 3.3 結(jié)果與討論64-74
• 3.3.1 經(jīng)典P3HT/PCBM體系光伏器件制備工藝參數(shù)的優(yōu)化64-68
• 3.3.1.1 活性層厚度65-66
• 3.3.1.2 熱退火溫度66-67
• 3.3.1.3 熱退火時(shí)間67-68
• 3.3.2 添加劑YXHBC對(duì)光伏器件性能的影響及工藝優(yōu)化68-74
• 3.3.2.1 添加劑用量68-69
• 3.3.2.2 退火溫度69-70
• 3.3.2.3 退火時(shí)間70-71
• 3.3.2.4 二元混合溶劑71-74
• 3.4 本章小結(jié)74-75
• 第四章 器件制備工藝對(duì)苯并噻二唑類(lèi)供體材料/PCBM有機(jī)光伏器件性能的影響75-97
• 4.1 引言75-76
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分76-80
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)原材料及試劑76-77
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及表征設(shè)備77-78
• 4.2.3 有機(jī)光伏器件的制備78-79
• 4.2.4 有機(jī)光伏器件的性能測(cè)試與表征79-80
• 4.3 結(jié)果與討論80-95
• 4.3.1 制備工藝條件對(duì)PCDTBT/PCBM光伏器件性能的影響80-87
• 4.3.1.1 溶劑的影響80-82
• 4.3.1.2 活性層厚度82
• 4.3.1.3 干燥溫度82-84
• 4.3.1.4 供受體比例84-85
• 4.3.1.5 溶劑退火工藝85-87
• 4.3.2 制備工藝條件對(duì)PCOBTDT/PCBM的影響87-95
• 4.3.2.1 溶劑的影響87-89
• 4.3.2.2 活性層厚度89-91
• 4.3.2.3 干燥溫度91
• 4.3.2.4 供受體比例91-93
• 4.3.2.5 溶劑退火工藝93-95
• 4.4 本章小結(jié)95-97
• 第五章 全文總結(jié)97-99
• 參考文獻(xiàn)99-105
• 致謝105-107
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文107-109
• 作者及導(dǎo)師簡(jiǎn)介109-110
• 附件110-111

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