基于P3HT-PCBM聚合物太陽電池的研究.pdf

1、近年來，由于有機太陽電池具有質(zhì)量輕、柔性好、成本低、可大面積制備等優(yōu)點，引起了人們廣泛的關注。2011年4月，日本三菱化學報道了有機太陽電池光電轉換效率的最新世界紀錄9.2％，該效率突破了電池商業(yè)化門檻，點燃了人們的希望。作為該領域的重要分支，聚合物太陽電池的研究也進行得如火如荼，取得了許多重要成果。但是，與無機硅太陽電池接近25％的效率相比，有機太陽電池尤其是聚合物太陽電池的效率還比較低，亟待我們更多的研究。
　　 在本文中，

2、我們選取了目前研究的主流——聚合物/富勒烯體系的體異質(zhì)結太陽電池，通過研究分析聚合物太陽電池的光電轉換過程和損耗機制，發(fā)現(xiàn)光敏層薄膜在納米尺度內(nèi)的形貌是影響聚合物太陽電池中載流子傳輸?shù)年P鍵因素之一。因此，我們將本文的研究方向集中在光敏層的形貌控制。通過選用不同溶劑來溶解聚合物材料及在器件成膜過程中進行溶劑處理或熱退火處理等手段，優(yōu)化了聚合物太陽電池光敏層薄膜的形貌，提高了器件的光電轉換效率，得到的主要結論如下：
　　 ①當光敏層

3、材料選用P3HT:PCBM時，以氯苯為溶劑制備的器件性能要優(yōu)于以甲苯或鄰二氯苯為溶劑制備的器件，AFM圖顯示以氯苯為溶劑時P3HT和PCBM有最好的相分離。
　　 ②對器件進行后處理如溶劑處理或熱退火處理，可以改善光敏層形貌，提高器件的光電特性。因為適當?shù)暮筇幚泶偈筆3HT分子進行自組裝，形成互穿網(wǎng)絡結構，有利于光生載流子的傳輸和收集。
　　 ③為了拓展器件對太陽光中可見光及紅外光波段的響應，增強光的吸收以提高器件短路電