水-醇溶性的芴類共軛電解質(zhì)用于有機(jī)太陽能電池的界面調(diào)控.pdf

1、分類號(hào)：密級(jí)：UDC：學(xué)號(hào)：405528713157南昌大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文水醇溶性的芴類共軛電解質(zhì)用于有機(jī)太陽能電池的界面調(diào)控醇溶性的芴類共軛電解質(zhì)用于有機(jī)太陽能電池的界面調(diào)控InterfacialModificationofWaterAlcoholSolubleFlueneBasedConjugatedElectrolytesintheganicPhotovoltaics劉超培養(yǎng)單位（院、系）：化學(xué)學(xué)院化學(xué)系指導(dǎo)教師姓名、職稱：陳

2、義旺教授指導(dǎo)教師姓名、職稱：諶烈教授申請(qǐng)學(xué)位的學(xué)科門類：理學(xué)學(xué)科專業(yè)名稱：化學(xué)論文答辯日期：2016年5月28日答辯委員會(huì)主席：評(píng)閱人：2016年月日摘要I摘要與傳統(tǒng)的無機(jī)硅太陽能電池相比，有機(jī)太陽能電池(OSC)因其具備材料低廉，質(zhì)輕，制備工藝簡單和可制備柔性器件等突出優(yōu)點(diǎn)受到廣泛關(guān)注。經(jīng)過幾十年的研究探索，OSC的能量轉(zhuǎn)換效率已超過10%，逐漸接近其商業(yè)化的門檻。這一方面是得益于性能優(yōu)異的新型的給受體光敏材料的研發(fā)和高效穩(wěn)定的器件結(jié)

3、構(gòu)的應(yīng)用，另一方面得益于在活性層與電極之間的界面修飾材料的引入。界面調(diào)控對(duì)高性能OSC器件的實(shí)現(xiàn)起到至關(guān)重要的作用。它不僅能有效地改善活性層與電極之間的兼容性，還能通過引入界面偶極實(shí)現(xiàn)對(duì)電極的功函數(shù)的調(diào)節(jié)，從而提高電荷的提取和收集能力。本論文中，我們將不同類型的芴類共軛電解質(zhì)材料引入到OSC中作為陰極界面修飾層，探究界面層對(duì)器件性能影響的作用機(jī)理。我們合成了兩種基于芴的帶有不同側(cè)鏈極性基團(tuán)的液晶共軛聚電解質(zhì)(LCCPE)材料PF6Ncb

4、p和PF6lmicbp，并應(yīng)用在反向有機(jī)太陽能電池中作為氧化鋅(ZnO)的表面修飾層制備ZnOCPE雙層電子緩沖層。通過與結(jié)構(gòu)類似但不帶液晶基團(tuán)的PFN進(jìn)行對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)液晶基元能自發(fā)誘導(dǎo)取向，可以在ZnO表面誘導(dǎo)形成更為有序的界面偶極，有效地降低電子在傳輸過程中的勢壘。此外液晶共軛聚電解質(zhì)不僅能改善了有機(jī)無機(jī)接觸界面的界面接觸，還能誘導(dǎo)上層活性層形成有利于電子收集傳輸?shù)募{米纖維狀的活性層形貌。我們又設(shè)計(jì)了制備了三種基于芴為主體的以胺基

5、為固定極性基團(tuán)但帶有不同共軛長度的小分子電解質(zhì)2T(FNBr)2，3T(FNBr)2和4T(FNBr)2，探索不同π共軛長度的小分子電解質(zhì)陰極界面層與反向有機(jī)太陽能電池性能的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，共軛長度的增加有利于獲得更緊密的界面接觸，更均一的活性層形貌和更高的電子遷移率。將共軛長度最長的4T(FNBr)2作為界面修飾層時(shí)，可將基于PTB7:PCB71BM的活性層體系的器件效率提高到8.40%。以上研究結(jié)果為今后界面層材料的發(fā)展提供了新的思