無銦透明電極制備及其印刷聚合物太陽能電池.pdf

1、聚合物太陽能電池因為其可彎折性、輕便等特點成為第三代太陽能電池探究的熱點問題。普通的聚合物太陽能電池往往是基于 ITO玻璃透明電極的小面積器件。因為其采用旋涂方式制備和 ITO電極易脆性的問題成為限制聚合物電池發(fā)展的瓶頸。為了結合太陽能電池研究和獲取合適的器件方式，印刷制備ITO-free薄膜太陽能電池器件成為了本文的研究目標和主要內容。研究這一問題，作者通過三部進行探索。
　　首先，針對現(xiàn)在經(jīng)典傳統(tǒng)的器件結構的問題，提出了改善器

2、件濕法加工性和簡化器件結構的目標。通過水熱法加工制備15 nm的MoO3納米粒子，在分散劑的輔助下實現(xiàn)了溶液制備MoO3陽極界面層，從而避免了傳統(tǒng)的真空蒸鍍制備陽極界面層的工藝。針對簡化器件結構，通過引入高結晶性小分子F4TCNQ加入到經(jīng)典的P3HT:PCBM活性層中，由于F4TCNQ可以和給體P3HT發(fā)生相互作用，從而誘導本體異質結活性層結晶和形成垂直相分離且有益器件效率的結構。通過這樣的修飾，避免了熱退火并且簡化了器件結構。

3、　　此外，制備基于新型透明電極的太陽能電池玻璃。通過在銀納米線導電墨水中引入剝離分散的 MoS2納米片，可以有效抑制銀納米線的沉降現(xiàn)象，并且MoS2納米片可以降低銀納米線薄膜的節(jié)點電阻和抑制銀納米線在空氣中的氧化。所制備的發(fā)電玻璃可以對LED燈供電，這為光伏建筑一體化提供了一種新思路。
　　導電高分子材料是一種熱點新型導電材料，針對PEDOT:PSS導電材料中， PSS絕緣材料過多的問題。我們通過將制備的磺化碳納米管作為第二種聚合

4、模板，室溫原位聚合PEDOT:PSS:SCNT導電材料，通過磺化碳納米管的引入可以大大降低PSS的含量，從而從根本上提高導電墨水的電導率，電導率超過3500 S cm-1?；诖送该麟姌O制備的有機太陽能電池光電轉換效率高達9.9％。因為PEDOT:PSS導電材料溶液加工、粘附性強、便于柔性加工的特點，成為了首要研究目標。為了提高PEDOT:PSS導電材料的電導性和相關的機械穩(wěn)定性。實驗研究制備了高分散性的功能化碳材料(酸化碳納米管和乙基

5、纖維素:石墨烯)，利用二者高分散性的特點將其摻雜到PEDOT:PSS導電材料中。研究表明，功能化碳材料與PEDOT有相互作用，發(fā)生由苯式結構向醌式結構的變化，從而提高電導率。在卷對卷加工制備透明電極的過程中，主要采用凹版印刷和狹縫擠出涂布加工制備電極。通過控制卷對卷的涂速比，從而制備了透光性為80%左右，方塊電阻約為15? sq-1的透明導電薄膜。研究發(fā)現(xiàn)通過，卷對卷工藝的后處理，可以對PEDOT:PSS薄膜進行洗脫作用，減少PSS的含