【摘 要】
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有机太阳能电池作为新能源开发领域的一大热点,具有重量轻,制备成本低廉,且制备工艺简单,易于进行大面积的生产和可制备成柔性器件等优点。提高电池对太阳能的有效利用一直是研究的重点,数十年的发展已经将有机太阳能电池的效率提高到了18%以上。这一斐然的成绩给了后人极大的鼓励,研发更高效率的有机太阳能电池成为当前的热点。目前对于太阳能电池的大部分研究主要集中在开发更高效的聚合物给体材料和非富勒烯受体材料,而
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有机太阳能电池作为新能源开发领域的一大热点,具有重量轻,制备成本低廉,且制备工艺简单,易于进行大面积的生产和可制备成柔性器件等优点。提高电池对太阳能的有效利用一直是研究的重点,数十年的发展已经将有机太阳能电池的效率提高到了18%以上。这一斐然的成绩给了后人极大的鼓励,研发更高效率的有机太阳能电池成为当前的热点。目前对于太阳能电池的大部分研究主要集中在开发更高效的聚合物给体材料和非富勒烯受体材料,而通过界面修饰减少界面电荷复合,改善电荷传输和改善电池的制备工艺也是提高器件光伏性能的重要途径,可以针对已有的活性层材料,在较低的成本下提高器件转换效率。聚合物给体材料聚（[2,6’-4,8-双-（（2-乙基己基）-噻吩-5-基）苯并[1,2-b;3,3-b]二噻吩]-alt-[Chemicalbook1,3-双-（噻吩-5基）-5,7-双-（2-乙基己基）苯并[1,2-c:4,5-c’]二噻吩-4,8-二酮]）（PBDB-T）具有突出的吸收系数、受温度影响的吸收光谱、较低的最高占据分子轨道（HOMO）水平和高的载流子迁移率。而非富勒烯受体3,9-双(2-亚甲基-（3-（1,1-二氰基亚甲基）-茚满酮）-5,5,11,11-四（4-己基苯基）-二噻吩并[2,-d:2,3’-d‘]-S-茚满并[1,2-b:5,6-b’]二噻吩（ITIC）,相较于其他受体分子,该受体的骨架由体积庞大的电子推核和含有高电负性元素的电子拉端基组成。这使得分子的每个部分都可以进行独立修改,这赋予ITIC易于调控的光电和形态特性。本文以PBDB-T为电池的给体材料,以ITIC为受体材料,制备器件结构为ITO/Zn O/PBDB-T:ITIC/Mo O3（三氧化钼）/Ag（银）的太阳能电池,并对其制备工艺和器件界面进行优化,具体内容如下:1.分别从旋涂转速,溶液浓度和给受体配比等方面调控活性层的制备工艺,研究在活性层制备方法不同的情况下电池的光伏性能。优化前,PBDB-T:ITIC混合溶液的浓度为20mg/m L,活性层的旋涂转速为1800r/min,优化后,混合溶液浓度调整为16 mg/m L,旋涂转速为2000r/min。这一制备工艺的优化使得电池的器件性能参数Voc,Jsc以及FF有了一定的提高,器件中电子的复合减少,更多的激子被有效的利用,效率由优化前的8.63%提高到9.21%,提高了10.67%左右。2.对倒置结构的有机太阳能电池的电子传输层氧化锌（Zn O）进行界面修饰,采用碳酸盐碳酸锂（Li2CO3）修饰Zn O薄膜,电池的结构由修饰前的ITO/Zn O/PBDB-T:ITIC/Mo O3/Ag变为ITO/Zn O/Li2CO3/PBDB-T:ITIC/Mo O3/Ag。Li2CO3可以对氧化锌波纹表面进行改性,导致氧化锌纹波层的梯度掺杂,并在不破坏氧化锌纹波结构的情况下,降低表面缺陷密度,减少载流子的复合,提高电子提取性能。直接导致电池的参数Voc,Jsc增大,最终通过实验证明,当退火温度为130℃,Li2CO3溶液浓度为1mg/m L时,对Zn O的修饰效果最佳,电池的能量转化效率（PCE）由修饰前的9.07%提高到了9.30%,有效的提高了能量转化效率。
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