籠型倍半硅氧烷雜化納米粒子作為陰極緩沖層應(yīng)用于有機(jī)太陽(yáng)能電池的研究

1、分類號(hào)：密級(jí)：UDC：學(xué)號(hào)：405503511033南昌大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文籠型倍半硅氧烷籠型倍半硅氧烷雜化納米粒子雜化納米粒子作為陰極緩沖層應(yīng)用作為陰極緩沖層應(yīng)用于有機(jī)太陽(yáng)能電池有機(jī)太陽(yáng)能電池的研究的研究NovelPolyhedralOligomericSilsesquioxanespoly(ethyleneoxide)HybridNanoparticlesasCathodeInterfacialLayerAppliedtotheg

2、anicSolarCells郭小峰培養(yǎng)單位（院、系）：理學(xué)院物理系指導(dǎo)教師姓名、職稱：廖清華教授指導(dǎo)教師姓名、職稱：陳義旺教授申請(qǐng)學(xué)位的學(xué)科門類：理學(xué)學(xué)科專業(yè)名稱：光學(xué)論文答辯日期：2014年月日答辯委員會(huì)主席：評(píng)閱人：2014年月日萬方數(shù)據(jù)摘要I摘要與無機(jī)太陽(yáng)能電池相比，有機(jī)太陽(yáng)能電池具有造價(jià)低廉，制備方便，可應(yīng)用在柔性基底上等優(yōu)點(diǎn)，受到了越來越多的關(guān)注。目前，基于共軛聚合物給體和富勒烯衍生物受體的有機(jī)太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)超過了

3、10%。但是，相比于傳統(tǒng)的無機(jī)太陽(yáng)能電池，有機(jī)太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率還是較低的，這也極大的影響了其商業(yè)化應(yīng)用和發(fā)展。因此，如何提高有機(jī)太陽(yáng)能電池的效率依然值得人們研究。籠型倍半硅氧烷(POSS)是一種典型的納米尺寸級(jí)別的有機(jī)無機(jī)雜化材料。其內(nèi)核是類似于SiO2的剛性核，而外圍則是有機(jī)基團(tuán)。聚環(huán)氧乙烷聚倍半硅氧烷（POSSPEO）具有表面能低，易遷移的特點(diǎn)。POSSPEO結(jié)構(gòu)也曾被應(yīng)用在鋰離子電池中來提高鋰離子電池的性能。但是，將POS

4、S分子應(yīng)用于太陽(yáng)能電池尤其是陰極緩沖層的應(yīng)用尚未有文獻(xiàn)報(bào)道。本文通過添加溶液共混的方法將POSSPEO引入聚3己基噻吩和[66]苯基C61丁酸甲酯（P3HTPCBM）體系中，發(fā)現(xiàn)POSSPEO能遷移到活性層的表面作為陰極緩沖層，進(jìn)而提高太陽(yáng)能電池的器件性能。當(dāng)POSSPEO含量為3wt%時(shí)，且經(jīng)150C后退火處理10min后，相應(yīng)太陽(yáng)能電池器件的效率達(dá)到最高值3.6%。而經(jīng)熱退火處理的純P3HT:PCBM體系的器件效率為2.8%。掃描電

5、子顯微鏡和原子力顯微鏡的結(jié)果都表明，POSSPEO分子會(huì)遷移至活性層的表面，當(dāng)退火溫度為150C時(shí)，POSSPEO分子能在活性層表面形成一層薄膜。而且，通過紫外光電子能譜結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鋁電極的功函從4.3eV降低至3.8eV，表明POSSPEO分子層的存在可以使活性層和電極之間形成歐姆接觸，提高其光電轉(zhuǎn)換效率。同時(shí)，紫外結(jié)果表明，POSSPEO分子的引入可以誘導(dǎo)P3HT的結(jié)晶，提高光譜吸收的性能。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：籠型倍半硅氧烷；自組裝；有機(jī)