二维硒化铟在聚合物太阳能电池中的应用

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ji5261
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
聚合物太阳能电池(PSCs)具有重量轻、成本低、柔性和可大规模生产等优点,有巨大的应用潜力。最近几年,PSCs的光电转换效率(PCE)迅速提高,目前已经达到了18%。但想要实现PSCs的商业应用,我们还需要进一步提高器件的效率和稳定性。PEDOT:PSS作为PSCs中常用的空穴传输层(HTL),有电导率低、酸性和吸湿性的缺点。另一方面,由于有机半导体的吸收窗口窄,活性层的吸收覆盖率不够高。这些都限制了器件性能和稳定性的发展。近年来,二维材料硒化铟由于其优秀的性质,得到了广泛的关注。但目前PSCs领域仍缺少硒化铟的相关研究。因此,本论文将α-In2Se3和β-In Se分别应用于PSCs的HTL和活性层,以提高PSCs的效率和稳定性。具体内容如下:(1)我们通过液相剥离(LPE)法在异丙醇/去离子水共溶剂中制备二维α-In2Se3纳米片,并深入研究了α-In2Se3薄膜的各项性能。α-In2Se3薄膜具有良好的光电性质和表面性质以及合适的功函数(WF)。因此,我们将二维α-In2Se3纳米片首次用作正装PSCs的HTL,并在PBDB-T:ITIC体系中实现了9.58%的PCE,与PEDOT:PSS器件的效率相当。此外,我们发现α-In2Se3薄膜具有出色的热稳定性,并且能提高器件稳定性。(2)为了改善PEDOT:PSS的低电导率,我们将α-In2Se3纳米片直接添加到PEDOT:PSS中,得到PEDOT:PSS:α-In2Se3复合薄膜。复合薄膜表现出高透光率、合适的WF和提高的电导率。通过多种表征,我们研究了PEDOT:PSS电导率提高的机理。将复合薄膜用作PSCs中的HTL后,我们在PM6:Y6体系中实现了15.89%的PCE。并且,由于PSS的部分去除,具有复合HTL的器件的稳定性得到了改善。(3)我们通过LPE法在异丙醇溶液中剥离得到少层β-In Se纳米片,并首次将其作为第三组分引入PSCs的活性层中。少层β-In Se纳米片的加入,优化了活性层的吸收、结晶度和垂直组分分布。掺杂后,三元器件的活性层形貌得到优化、激子解离率和迁移率均提高以及电荷复合受到抑制。基于PM6:Y6体系的PSCs的PCE从15.02%提高到16.56%。基于多项实验结果,我们提出了三元活性层形貌变化的机理。此外,我们还证实了β-In Se掺杂在PSCs的长期稳定性和其他活性层体系中的有效性。
其他文献
在食品领域中,乳液研究一直受到广泛的关注。其中植物蛋白稳定的乳液迎合了大众对于天然健康、绿色环保的需求,广泛应用于食品、化妆品、制药、涂料与农业等领域。在这之中,大豆蛋白作为植物蛋白的典型代表,具有优异的乳化性和良好的生物相容性,在乳制品配方中得到越来越广泛的应用。然而蛋白基乳液易受到环境因素(如温度、pH、离子强度等)的影响,为改善蛋白基乳液的稳定性或提高蛋白的乳化性,研究者采取了多种途径,其中
水面机器人,也称无人水面船舶、无人水面艇、自主水面艇,是一种能够在水面环境下安全自主航行,并能够自主完成各种任务的水上智能运动平台。与有人驾驶的船舶相比,无人水面机器人有许多突出的特点,如体积小、航速高、机动灵活、无人员伤亡危险等。因此,在海洋资源勘探、海岸地形测绘、环境采样和监测以及搜索和救援等任务中,水面机器人发挥了越来越重要的作用。多水面机器人的协作是可靠、高效地完成上述任务的重要保障。协同
多旋翼无人机已被发展成为致力于维护公共安全、国家稳定、社区环保的专业通信设备,是人们日常生活中的伙伴。随着使用场合的复杂化,外界对无人机自主飞行的要求不断提高,人们逐渐将目光投到路径规划技术的研究中,以增强无人机的自主飞行技术。无人机路径规划技术的发展,一方面提高无人机飞行的可靠性与安全性,另一方面通过规划合理飞行路线,降低飞行成本,因此,研究无人机路径规划技术将为无人机自主飞行技术带来颇多益处。
在智能汽车驾驶辅助系统中,环境感知是其中的重要组成部分,也是智能车获取周围环境态势以及自身行驶状态的核心功能。在提高汽车行驶安全性的过程中,大部分的环境感知功能依赖视觉信息,车道线检测技术作为智能驾驶的前期工作,对车道偏离预警、车道保持、路径规划等至关重要,因此基于机器视觉的车道线检测问题具有重要的研究意义。本文通过经视觉传感器采集的道路图像提取车道线信息,主要针对复杂环境下的车道线检测与跟踪方法
随着人体身上的电子设备越来越多,在密集室内环境中当多设备同时操作会导致高速率无线传输具有一定的难度,甚至出现连接中断或者无服务的情况,导致在密集的室内环境中支持可穿戴设备之间的高数据速率无线连接具有一定的难度,毫米波天线因具有高速率、带宽宽以及某些频段具有抗干扰性等优点在一定程度上缓解这一问题而受到广泛关注。本论文由国家自然科学基金(61372008)、广东省科技计划项目(2014A0101030
毕赤酵母系统作为一种较为成熟的蛋白表达系统,不仅具有操作简单、生长速度快等特点,还具有真核细胞的翻译后修饰加工系统,且对营养要求低,可采用廉价的培养基,并适合于高密度发酵,被广泛应用于重组蛋白表达。利用核糖体rDNA整合是一种快速高效的多拷贝菌株构建的方法,在目的基因两端连上来自毕赤酵母rDNA中的非必需高度重复的基因片段,非转录间隔区(NTS),基于抗性胁迫及筛选可以快速获得一系列不同拷贝数的菌
由于其在储能材料和高温材料方面蕴含的巨大应用潜力,AB2型Laves相晶体结构材料受到理论和实验工作者的广泛关注。通过外来原子的替换和掺杂,基于特有的晶格结构以置换固溶体的方式构建多组元合金,是对结构属性进行调控、改善合金材料预期性能的主要手段。通过理论计算的方法对新结构的物理化学特性进行详细而深入的研究,既有助于清晰认识体系内部原子间相互作用,又可以为实验期望合成和制备的材料提供性能预测。基于密
助推策略在促进公众低碳行为方面具有效果佳且成本低的优势,但将其广泛运用到减碳政策中将引发公众对决策自主性可能被侵犯的担忧。助推型减碳政策要获得更高程度的公众支持,需要系统了解公众对助推型政策设计中多个属性的偏好。论文采用联合实验设计,从受益者、助推目标、公民社会参与、实施者、助推技术、透明性及替代技术这七个政策属性切入,分析了公众对助推型减碳政策的偏好,并使用机器学习方法探索了不同群体在助推型减碳
随着显示技术朝大尺寸、超高分辨以及柔性可穿戴方向的快速发展,开发出低成本高性能薄膜晶体管(TFT)驱动背板技术十分关键。金属氧化物半导体由于具有较高的迁移率、高透明度、良好的均匀性和低温制备工艺等优点,被认为是新一代显示背板驱动技术。随着科技的进步与发展,功能各异的电子产品大量融入到了人们生活的方方面面。与此同时,也产生了大量的电子垃圾,给人类的健康和生活环境造成巨大的威胁和挑战。因此,开发出一种
微操作机器人系统作为现代装备制造业中的高端装备,是多学科交叉融合的产物,拥有技术密集程度高、附加值高、社会效益高的特点,具备给高端装备制造和前沿医疗服务产业链带来变革的潜力。视觉感知系统在微操作机器人中,具有非接触、高灵活度、大信息量、直观可视化等特点,在实现自动化的过程中扮演着举足轻重的角色。更加复杂、更加精细、更加高效是微操作的发展趋势,这也给精密视觉感知系统提出了更高的性能要求。当前的视觉运