有機(jī)太陽能電池光學(xué)空間層和倒置結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、當(dāng)今世界各國(guó)的發(fā)展都面臨著一個(gè)重大問題——能源問題，加大可再生能源在各個(gè)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用是解決能源問題的最有效途徑之一。由于太陽能取之不盡用之不竭并且具有清潔無污染、使用安全的特點(diǎn)，因此發(fā)展太陽能成為關(guān)注的焦點(diǎn)。利用太陽能就是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，這主要是通過半導(dǎo)體太陽能電池來實(shí)現(xiàn)的。有機(jī)太陽能電池由于其造價(jià)低、重量輕、容易大面積生產(chǎn)并且可以在柔性襯底上制備，更是引起科研工作者的極大興趣。因此有機(jī)太陽能電池的研究成為一大熱點(diǎn)。
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2、先我們制備基于CuPc/C60為活性層的有機(jī)小分子太陽能電池，由于CuI的加入，增加了太陽能電池的短路電流和填充因子，有效地改變了CuPc分子的堆積方式增加了對(duì)太陽光吸收，并且CuI對(duì)陽極ITO有一定的修飾，使太陽能電池能量轉(zhuǎn)換效率有相當(dāng)大幅度的增加，提高了太陽能電池性能。同時(shí)，每一有機(jī)材料的厚度對(duì)太陽能電池的光電特性有很大的影響，通過優(yōu)化，我們得到的最大效率值為1.56％。
　　然后，我們研究了基于CuPc∶C60共混結(jié)構(gòu)的有機(jī)

3、小分子太陽能電池，它是在給體與受體之間加入混合層，混合層是由給體和受體材料按照一定的比例（比例1∶1）混合所形成的。通過實(shí)驗(yàn)分析，我們得到CuPc∶C60混合層的最優(yōu)厚度是15nm，此時(shí)CuPc和C60的厚度分別為12.5nm、32.5nm。在這個(gè)條件下，激子的分離效率最好，電子空穴復(fù)合效率最低，電子空穴能夠很好地傳輸。在此基礎(chǔ)之上，我們進(jìn)一步深化分析光學(xué)空間層(OpticalSpacer)對(duì)有機(jī)小分子太陽能電池性能的影響，在有源層和電

4、極之間加一層C60∶LiF(3∶1)作為光學(xué)空間層，我們發(fā)現(xiàn)這一改變有效地增加了器件對(duì)光的吸收，提高了電池的效率。
　　最后我們研究分析了倒置結(jié)構(gòu)的有機(jī)小分子太陽能電池。它是把ITO電極作為陰極，功函數(shù)高的金屬或非金屬電極作為陽極。采用Al作為電子注入層的效果是顯而易見的，但它的厚度不能太厚，會(huì)影響到光活性層對(duì)太陽光的吸收，而且Al要暴露大氣一段時(shí)間產(chǎn)生的效果會(huì)更好，因?yàn)楫a(chǎn)生了AlOx，這樣能進(jìn)一步降低電極的功函數(shù)，減少陰極的勢(shì)壘