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有机-无机复合异质结太阳电池是近年来光电领域的重要研究方向之一,它可以克服纯有机材料电池的低载流子迁移率和无机电池的高成本、复杂制备工艺等缺点,具有广阔的发展前景从而广受关注。本文将硅纳米粒子Si-ncs与TiO2薄膜应用于有机太阳电池活性层中,制备了有机-无机复合异质结太阳电池,实验中设计了两种电池结构：ITO/PEDOT：PSS/P3HT：PCBM：Si-ncs/LiF/Al 和ITO/TiO2/P3HT：PCBM/MoO3/Al,并对它们的光电性能展开了相应研究。 首先制备了基于P3HT：PCBM：Si-ncs为活性层的复合电池,通过改变活性层中无机纳米粒子的浓度、采用后退火工艺处理、选择不同活性层溶剂三个方面研究了电池的光电性能。通过控制活性层中无机纳米粒子浓度,制备了一系列不同浓度比P3HT：PCBM：Si-ncs=1：0.8：0.1(0.3,0.5,0.7)的复合电池,实验结果显示电池的性能随纳米粒子浓度的增加先升高后降低,当浓度比P3HT：PCBM：Si-ncs=1：0.8：0.5时,电池的光电转化率(PCE)达到最高为2.73%(AM1.5,100mW/cm2)。此电池在空气中90℃退火1 min,PCE可以进一步提高到2.79%。实验中还选用了DCB代替CB作为活性层溶剂,来减小纳米硅粒子之间的范德华作用力,但制备电池的PCE仅为2.67%。 另外制备了TiO2/P3HT：PCBM为活性层的复合电池,其中TiO2薄膜采用电子束蒸发技术制备。研究了电池中TiO2薄膜的厚度和薄膜的热处理温度对电池性能的影响。实验结果显示厚度为80 nm,经200℃退火3 h的TiO2薄膜制备的电池光电性能最高,其性能参数Jsc=9.75mA/cm2,Voc=0.40V , FF=0.47 , PCE=1.87%。而经过450℃,3h退火的TiO2薄膜表面变得粗糙,制备的复合电池的J-V曲线呈明显的“S”形,性能显著降低。研究表明TiO2薄膜的厚度和晶形在很大程度上影响着电池的性能。为进一步了解TiO2薄膜在电池中的作用,制备了未蒸镀TiO2薄膜的电池作为对比,并初步探究反型结构电池的工作机理。