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功能材料对基于CuPc/C_(60)有机小分子太阳能电池的影响

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 21:39:09
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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

【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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