非富勒烯有機(jī)受體-共軛聚合物太陽能電池的研究.pdf

1、能源問題和環(huán)境問題成為人類在21世紀(jì)必須要解決的兩大問題。能源問題的解決目前最可靠也最有希望的途徑是對新型能源的利用。其中，太陽能因?yàn)槠渥陨砥渌茉礋o法比擬的優(yōu)點(diǎn)，已被公認(rèn)是未來解決能源問題的最好辦法之一。太陽能電池在近些年的發(fā)展也讓人們對此滿懷信心。目前，無機(jī)太陽能電池已大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用，而有機(jī)聚合物太陽能電池的應(yīng)用還有一些問題需要克服，當(dāng)前急需從新型材料的開發(fā)和器件的設(shè)計(jì)和制備上尋求突破。對于聚合物太陽能電池，發(fā)展至今，研究人員已經(jīng)開

2、發(fā)出了多種性能優(yōu)異的電子給體材料，而電子受體材料一直以來主要都是用富勒烯及其衍生物類材料，且被證明是目前為止最成功的。
　　非富勒烯電子受體材料相比富勒烯類材料擁有在可見光光譜中更加寬廣的吸收范圍、能級更易調(diào)節(jié)、合成簡便、加工成本更低、溶解性能更加優(yōu)異等重要特點(diǎn)。本文的工作是基于非富勒烯電子受體的太陽能電池器件的研究。首先，本文介紹了兩種成功設(shè)計(jì)合成的非富勒烯電子受體材料 PPDI-DT-TT和 DTBDT-T-PTIC16，并對

3、材料的各種相關(guān)特性做了測試研究，對其作為電池活性層受體材料的器件性能和影響其性能的關(guān)鍵因素做了研究。利用這兩種材料，優(yōu)化各種器件制備過程中的條件，制備出了光電轉(zhuǎn)換效率有意義的電池器件。
　　然后，針對本論文中基于非富勒烯電子受體的太陽能電池器件出現(xiàn)的電流密度不高的現(xiàn)象，從遷移率的測試角度入手，分析了非富勒烯電子受體的結(jié)構(gòu)因素和聚集特點(diǎn)兩個(gè)方面的原因，試圖對其與給體材料共混后遷移率降低的原因給出解釋。
　　最后，結(jié)合有機(jī)太陽能