功能材料对基于CuPc/C_(60)有机小分子太阳能电池的影响

【摘要】：有机太阳能电池因其具有投入成本低，质量轻便，可卷曲且易于大面积制造等特点，具有广阔的应用和开发前景，成为现在光伏领域研究的热点。本文就小分子太阳能电池的发展历史、发展现状、如何优化以及有机小分子太阳能电池的工作原理等问题进行了探讨，并且主要从功能材料的掺杂来提高基于CuPc/C60有机小分子太阳能电池的性能。本文的研究工作如下： （1）本文用蒸镀的方法进行了有机小分子太阳能电池的制备和分析。我们有机太阳能实验室就蒸镀小分子器件进行了初次研究。首先，根据实验仪器和条件确定了实验室基于CuPc/C60器件的制备条件，以及最优的活性层厚度。最终结果表明，活性层厚度太厚时和太薄时都不利于器件的最优特性展示，当厚度在130nm左右时才是最好条件。 （2）研究了ICBA的掺杂对于基于CuPc/C60的有机太阳能电池的性能的影响。在活性层中加入一种能级介于CuPc和C60之间的功能材料ICBA，可以有效地减少激子俘获，增加激子数，增大短路电流密度，从而使得太阳能电池效率增加。当加入10%的ICBA使得器件的效率从1.72%增加到2.23%。 （3）研究了以CuPc和C60作为给体和受体的有机小分子光伏器件的性能的影响。缓冲层对于研究表明适度厚度的MoO3缓冲层，对有机小分子器件的性能影响很大。另外从给体对MoO3缓冲层的掺杂研究了基于CuPc/C60的有机太阳能电池，适度的掺杂对器件的性能是一种提高。最终，结合以上两种优化，对有机蒸镀小分子太阳能的特性的提高具有特殊的意义。 综上所述，通过本论文对于小分子太阳能电池的掺杂研究，具有创造性的思维，为以后的有机小分子太阳能电池的研究具有借鉴意义。 【关键词】：有机小分子太阳能电池 活性层 梯度能级 缓冲层 蒸镀
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 前言9
• 1.2 有机太阳能电池的历史及近况9-10
• 1.3 有机小分子太阳能电池的原理10-11
• 1.4 有机太阳能电池的等效电路11-12
• 1.5 有机太阳能电池的伏安特性曲线12-13
• 1.6 有机小分子太阳能的优化13-14
• 1.6.1 Ag 纳米粒子对有机小分子太阳能电池的优化13
• 1.6.2 缓冲层对有机小分子太阳能电池的优化13-14
• 1.7 本文思路14-15
• 第2章 有机小分子太阳能电池和不同条件下的制备15-23
• 2.1 引言15
• 2.2 有机小分子太阳能电池的制备15-18
• 2.2.1 经典的给体和受体材料15
• 2.2.2 有机小分子太阳能电池的结构15-16
• 2.2.3 实验仪器以及实验仪器的使用说明16-18
• 2.3 有机小分子标准器件制备和测试18-19
• 2.4 标准有机小分子器件的制备19
• 2.5 结果与讨论19-21
• 2.6 小结21-23
• 第3章 ICBA 对于有机小分子太阳能电池的能级梯度掺杂23-30
• 3.1 引言23
• 3.2 实验介绍与制备23-26
• 3.3 器件的测试26
• 3.4 结果和分析26-29
• 3.4.1 光电性能26-29
• 3.5 小结29-30
• 第4章 MoO_3缓冲层对于有机小分子太阳能电池的性能的影响30-40
• 4.1 引言30
• 4.2 实验介绍30-32
• 4.3 器件的结果与讨论32-39
• 4.3.1 MoO_3缓冲层厚度的研究32-34
• 4.3.2 MoO_3缓冲层的优化34-37
• 4.3.3 对有机小分子太阳能电池的全面优化37-39
• 4.4 小结39-40
• 结束语40-42
• 参考文献42-46
• 致谢46-47
• 攻读学位期间取得的科研成果47

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