功能材料的摻雜對(duì)基于P3HT-PCBM有機(jī)太陽(yáng)電池性能影響的研究.pdf

1、有機(jī)太陽(yáng)能電池因其制造成本低、具柔性和可大面積制造等無(wú)可替代的優(yōu)點(diǎn)成為光伏太陽(yáng)能科研的熱點(diǎn)。然而，要想使有機(jī)太陽(yáng)能真正成為商業(yè)化的商品，其器件的光電轉(zhuǎn)化效率必須取得極大地提高。本文介紹了有機(jī)太陽(yáng)能電池的原理和制作方法、常用材料及器件中光致電子的轉(zhuǎn)移機(jī)理，通過(guò)在活性層內(nèi)摻雜金屬納米鋁粒子及熒光淬滅劑，研究了摻雜物有機(jī)太陽(yáng)能電池性能的影響。本文的研究結(jié)果將為以后的研究提供借鑒。主要研究工作如下：
　?。?）本文研究了金屬納米鋁顆粒的摻

2、入對(duì)以P3HT/PCBM為活性層的有機(jī)太陽(yáng)能電池性能的影響。本文比較了四個(gè)不同條件下電池所表現(xiàn)的性能，并對(duì)不同條件下活性層的吸收譜和粗糙程度以及電池的外量子效率進(jìn)行了研究，最后得到了金屬納米鋁與活性液的質(zhì)量比為10%時(shí)，器件的轉(zhuǎn)化效率η從2.8%提高到了3.65%。通過(guò)結(jié)果發(fā)現(xiàn)金屬納米鋁顆粒的摻雜不但增強(qiáng)了活性層的吸光率，而且擴(kuò)寬了活性層對(duì)光吸收的波譜范圍，同時(shí)也有利于激子的產(chǎn)生和收集。因此，在活性層內(nèi)摻雜適量的金屬納米鋁顆粒就使得光子

3、轉(zhuǎn)化為電子的效率增強(qiáng)了，進(jìn)而提高了有機(jī)光伏器件的效率。
　　（2）本文以有機(jī)太陽(yáng)能電池中的光物理過(guò)程為基礎(chǔ)，通過(guò)抑制熒光的方法來(lái)增多載流子轉(zhuǎn)移的數(shù)目，進(jìn)而提高器件的光電轉(zhuǎn)化性能。本實(shí)驗(yàn)中，所有器件均在相同條件下制備而成，然后分別在活性層內(nèi)摻雜不同劑量的二硝基苯、硝基苯以及硝基苯和二硝基苯共混物。通過(guò)分析了不同條件下器件的性能參數(shù)和外量子效率，研究熒光強(qiáng)度和器件性能的關(guān)系。最后，我們得到當(dāng)二硝基苯在活性層內(nèi)摻雜的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24%時(shí)，