鈣鈦礦電池的打印及醌式噻吩小分子有機光伏電池的研究.pdf

1、傳統(tǒng)硅基太陽能電池的成本居高不下，因此，溶液法制備的大面積、低成本電池是太陽能電池研究和發(fā)展的重要方向，對推動光伏電池產(chǎn)業(yè)化具有重大意義。有機光伏、染料敏化以及最近發(fā)展的鈣鈦礦太陽能電池是當前的研究熱點。其中，有機光伏和染料敏化電池的光電轉(zhuǎn)換效率分別達到10％，鈣鈦礦電池效率更是突破20%?；谝陨媳尘?，本論文主要進行了以下兩方面的研究工作。
　　第一，研究了一種操作簡單、靶向性強、材料利用率高和可大面積沉積鈣鈦礦薄膜的噴墨打印制

2、備工藝。首先，將 PbI2、CH3NH3I與 CH3NH3Cl按摩爾比1:(1-x):x（其中0≤x＜1）溶解于γ-丁內(nèi)酯，配成約35 wt%鈣鈦礦前驅(qū)體溶液，通過噴墨打印技術在多孔TiO2薄膜上制備鈣鈦礦（CH3NH3PbI3）薄膜。探索了打印平臺溫度和墨水中CH3NH3Cl添加劑對鈣鈦礦薄膜的結構、形貌以及器件性能的影響。研究結果表明合適的打印平臺溫度是50℃，理想的CH3NH3Cl添加劑含量是 x=0.6，在此條件下，鈣鈦礦電池的

3、光電轉(zhuǎn)換效率達到12.3%，平均效率11.2%。所以，噴墨打印是一種環(huán)境友好的制備技術，可適用于大面積的低成本鈣鈦礦電池制備。
　　第二，設計合成了醌式噻吩染料QT-4和QT-5，這兩種染料作為給體材料應用于有機光伏電池。QT-4和QT-5是由（N，N-二乙胺基）苯或（N，N-二對甲苯胺基）苯作為給體和氰基乙酸乙酯作為受體并通過醌式噻吩橋接基團構成的D-π-A型染料。平面醌式噻吩橋接基團的引入，促進了給受體間電荷的有效轉(zhuǎn)移，因此，

4、QT-4和QT-5具有以下典型特征：1）分子結構簡單、分子量?。ǚ謩e為354、478）、合成提純?nèi)菀住Ｅc目前的聚合物或小分子給體染料相比，具有明顯的合成優(yōu)勢，降低了給體材料的成本。2）光譜吸收范圍寬，覆蓋整個可見光區(qū)域，有利于電池對太陽光不同能量光子的有效利用，提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。3）溶解度大，可溶于極性和非極性有機溶劑，有利于器件的溶液加工。采用典型的本體異質(zhì)結構型ITO/PEDOT:PSS/QT-4 or QT-5:PC71BM