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本论文从以下方面入手,探索提高有机太阳能电池有效性和可持续性的方法,即溶液处理的界面材料,活性层组分的改变,单结传统和倒置结构。本论文的主要内容如下:阴极修饰层(CBL)的功函数极大地影响有机光伏器件,特别是Voc,并且可以通过修饰层和活性层之间的欧姆接触来实现性能。Hf(acac)4和Ta-OMe是阴极修饰层,可以由在室温下简单地将可溶性Hf(acac)4和Ta-OMe旋涂在光敏层上而不需要任何其他后处理来制备。该方法简单和容易,Hf(acac)4和Ta-OMe插入Al 阳极和活性层之间,作为有机BHJ太阳能电池的阳极修饰层。当用Hf(acac)4和Ta-OMe代替传统的Ca/Al作为有机太阳能电池中的负极时,可以显着提高短路电流,并且同时减小串联电阻。当Hf(acac)4和Ta-OMe阴极用于具有P3HT:PCBM作为光活性层的SC中时,在标准照射条件(AM 1.5G,100mW/cm 2)下测量的光电转换效率(PCE)为3.89%,这显着高于在相同条件下使用Ca/Al阴极的太阳能电池的PCE超过2.04%。有机光伏太阳能电池属于光活性材料的光吸收,另外还取决于相对于活性层的布置的激子分离和电荷转移操作。因此,优化活性层的布置是提高有机光伏太阳能电池的PCE的有效方法。研究了 OSC中的混合活性薄膜的供体和受体分布,探索了提高PCE的机理和方法。制造和分析了基于P3HT:PC70BM和PBDB-T:PC60BM的Ta-OMe修饰层器件(使用基于P3HT和PC60BM竞争聚合物半导体材料的不同光活性混合物)。在相同条件下,探讨了 PSCs的所有器件。基于P3HT:PC70BM和PBDB-T:PC60BM的Ta-OMe导电电极器件的PCE分别达到 4.12%和 5.12%,这是比具有裸 A1(2.37%和 3.65%)和 Ca/Al(3.25%,和4.14%)阴极的对比器件高得多。基于PBDB-T:PC60BM的器件活性层基本四个参数得到了显着提高。可溶液加工的钛(二异丙醇)双(2,4-戊二酮)(TIPD)材料采用作倒置的非富勒烯基与单聚合物太阳能电池中的负电极界面层。倒置的单结器件是基于电子给体和电子受体制备了,其可形成互补吸收。采用高功能金属作为阳极的倒置结构,避免了对水分和氧气敏感的Ca/A1阴极电极,有效地提高 了聚合物太阳能电池的PCE。在PBDB-T:ITIC-M共混脱中,PBDB-T主要分布在顶部,而ITIC-M主要分布在膜的底部,适川于具有倒置结构的太阳能电池。已经制备了具有TIPD的倒置太阳能电池和具有PEDOT:PSSS的常规太阳能电池,结果表明倒置太阳能电池的PCE达到了 8.9%,比传统太阳能电池的6.32%高于40%。而且,倒置结构器件避免了对蒸汽和氧气敏感的Ca/Al电极,这利益于太阳能电池的稳定性。