有机太阳能电池的电极修饰及其性能研究

来源 :河南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chunyi19871225
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
在过去的几年中,由于基于共轭聚合物/富勒烯的有机太阳能电池的成本低、重量轻、可在柔性衬底上大面积的制备等优点已经吸引了广泛关注。最近,光电转换效率已显著提高,已经接近10%。一般情况下,光子的吸收、激子的扩散、电荷分离和电荷收集的影响着光伏电池的性能。值得注意的是从活性层中有效收集电荷的过程中金属电极与活性层之间的界面接触起着至关重要的作用。因此,一个理想的电极必须具有高导电性和化学稳定。氧化铟锡导电玻璃(ITO)在有机太阳能电池中使用最为广泛。在传统的制备方法中,PEDOT:PSS是常用来修饰ITO以提高空穴收集。然而,我们知道PEDOT:PSS具有吸湿性和酸性,这将会对阳极(ITO)产生腐蚀而引起器件性能退化。在本文中,对基于P3HT:PCBM的有机太阳能电池阳极或阴极的界面做了修饰。本论文包括以下内容:  第一部分,对太阳能电池的进展情况进行了简述,对有机太阳能电池的原理进行了介绍以及本文论的目的和意义。  第二部分,有机活性层的慢生长对电池性能的影响。通过优化有机活性层(P3HT:PCBM混合物)薄膜的生长时间,改善体异质结有机太阳能电池的性能,通过调节活性层薄膜退火前的生长时间间隔,优化P3HT:PCBM混合物有机活性层缓慢生长所需的最佳时间。结果表明,薄膜放置60 min,然后再对薄膜进行退火处理,电池的效率可以达到3.94%,填充因子可以达到52.88%,电流密度可以达到13.49 mA/cm2。而快速成膜的电池效率只有3.58%,填充因子达到51.53%,电流密度达到12.99 mA/cm2。有机活性层通过一定的时间缓慢生长,使P3HT和PCBM相区充分分离,促进了相应载流子的跳跃传输,是提高电池效率的根本原因。  第三部分,Pt纳米颗粒对有机太阳能电池的阳极的修饰及性能研究。对有机太阳能电池的阳极优化是在阳极(ITO)表面溅射不同密度的Pt粒子来修饰 ITO来提高基于P3HT:PCBM的有机太阳能电池的光伏特性。用Pt纳米颗粒适度的密度优化后,开路电压由0.53 V增加到0.57 V;功率转换效率从2.29%增加到2.57%。用Pt纳米粒子修饰阳极表面可以降低表面粗糙度,并且可以提高ITO的功函数有利于从有机层接收空穴。Pt金属稳定性较好,在ITO与PEDOT:PSS之间嵌夹超薄Pt粒子层可以减少PEDOT:PSS对ITO的酸性腐蚀,明显提高电池的稳定性,这为延长电池的寿命提供了一种有效的方法。  第四部分,氟化锂:石墨烯(LiF:G)共蒸镀作为有机太阳能电池的阴极过渡层的研究。对有机太阳能电池的阴极优化是用石墨烯:氟化锂来修饰标准有机太阳能电池的阴极(Al),由于石墨烯的高导电性,我们制备的电池开路电压达到0.57 V,短路电流密度达到11.37 mA/cm2,效率为3.45%,填充因子(FF)达到53.3%,各项参数都优于仅有氟化锂作为阴极过渡层的参考电池,为今后提高电池效率提供了一种方法。  第五部分,本论文工作的总结和展望。
其他文献
当今世界信息技术的快速发展依赖于非易失性存储器性能的不断提高。为了获得性能更加优异的新型存储器,大量的研究者都在寻找Flash存储器的替代品。在多种氧化物材料中发现的
近年来,消费电子产品市场发展迅猛,一个个人手持移动设备往往集成了多种无线通信方式,对射频电路的成本、功耗、面积等性能提出了更高的要求。具有高集成度,低成本特点的CMOS工艺
本文通过对荣华二采区10
期刊
近十几年来,随着太赫兹辐射源和探测技术的发展,太赫兹通信技术及应用取得了较大进展。与微波通信相比,太赫兹波具有更大的传输带宽、更小的天线尺寸、高抗干扰性等优点,适合应用
近年来,随着互联网和信息技术的迅速发展,媒体处理技术已成为信息技术领域的研究热点之一。媒体处理技术具有标准多、更新快、算法复杂度高、数据处理量大的特点,无论是以通用处
无线传感器网络作为一种新兴的技术,其应用与研究在近年来也更加被重视。其中作为以低速低功耗为特点的IEEE802.15.4无线个域网协议,在智能家居,智能建筑,智能交通以及医院监护等
目前,矩量法正在非常有效的被结合到多种领域中。旋转对称体(BoR)作为一种重要的雷达目标,由于它的旋转对称特性,在计算它的电磁特性时快速算法能更好的体现其效率,特别是对于电
目的:建立大鼠心肌梗死后慢性心力衰竭模型,并用超声心动图进行连续观察以确定慢性心力衰竭模型是否成功,在此基础上,进行血流动力学检测,评价M-型超声心动图检测大鼠结构变化和心
随着光纤通信技术的快速发展,通信容量得到了很大地提高。但是光通信网络一方面需要不断提高其工作性能,另一方面也要降低其运营成本,因此对光器件的要求也越来越高。降低网络成
随着电子产品的快速发展,其内部电路变得更加复杂,集成的单元模块也越来越多。单电感多输出DC-DC转换器只需一个电感就可实现多路输出电压,可以明显的减小产品体积、降低成本,因此对它的研究具有重要意义。本文设计了一款新型的单电感多输出BOOST型DC-DC转换器。为了克服不同输出电压之间的交叉干扰,传统的单电感多输出转换器大多采用TM时序控制、DCM工作模式,而本文采用了一种新型的OPDC时序控制、自