NaYF4-Er3+(2％)，Yb3+(18%)上轉(zhuǎn)換納米粒子及其在聚合物太陽能電池中的應(yīng)用.pdf

1、聚合物太陽能電池以其低成本、輕便、制備工藝簡單、可實現(xiàn)柔性及適宜大面積生產(chǎn)等優(yōu)點而被看作是最有前景的光伏器件。本論文概括總結(jié)了聚合物太陽能電池，特別是體異質(zhì)結(jié)型太陽能電池的研究情況以及影響聚合物太陽能電池性能的因素。
　　NaYF4:Er3+(2％), Yb3+(18%)可以將近紅外光上轉(zhuǎn)換為可見光，由于其獨特的光學(xué)特性，近年來被廣泛應(yīng)用于太陽能電池領(lǐng)域。論文在P3HT:PCBM聚合物太陽能電池研究的基礎(chǔ)之上，將上轉(zhuǎn)換材料NaYF

2、4:Er3+(2%), Yb3+(18%)引入電池結(jié)構(gòu)中。P3HT可以有效吸收上轉(zhuǎn)換材料的熒光，從而改善了P3HT:PCBM聚合物太陽能電池中太陽光光譜響應(yīng)范圍窄的情況。但由于實際的上轉(zhuǎn)換效率較低，上轉(zhuǎn)換-聚合物太陽能電池目前仍存在爭議，NaYF4:Er3+(2%), Yb3+(18%)對聚合物電池性能的影響機制還有待進一步研究。
　　我們分別合成了20nm油溶性和70nm水溶性的NaYF4:Er3+(2%), Yb3+(18%)

3、納米粒子，并將其摻入到PEDOT:PSS太陽能電池的空穴傳輸層中。實驗中，摻入粒徑70nm納米粒子的器件表現(xiàn)出最優(yōu)性能，其短路電流比未摻雜上轉(zhuǎn)換納米粒子的聚合物電池的高出9.9%，能量轉(zhuǎn)換效率高出8.2%，而摻入20nm納米粒子的器件其電流比未摻器件高出8.9%，同時能量轉(zhuǎn)換效率高出6.5%。研究結(jié)果表明，NaYF4:Er3+(2%), Yb3+(18%)的光致發(fā)光對器件的性能并沒有起到明顯改善作用，上轉(zhuǎn)換納米粒子的溶劑、粒子對入射光的