活性层处理工艺对基于(tbt) 2 Ir(acac)的三元共混有机太阳能电池的性能影响

发布时间：2023-05-14 00:58

　　目前有数量众多的提升有机太阳能电池性能的方法,其中三元体系是一种工艺简单,容易实现的方式,因而受到越来越多的科研团队的关注。本论文在经典的P3HT:PC₇₁BM二元体系中掺入铱配合物小分子材料(tbt)₂Ir(acac)作为第三组分。在确定了合适的掺杂浓度之后,又使用溶液退火法和热退火法结合的方式,对器件活性层进行处理,使得P3HT:(tbt)₂Ir(acac):PC₇₁BM体系器件性能达到最优。首先,研究了不同掺杂比例的铱配合物小分子材料对二元有机太阳能电池各项参数的改变。当(tbt)₂Ir(acac)的掺杂比例达到3.0 wt%时,所制成的三元器件P3HT:(tbt)₂Ir(acac):PC₇₁BM具有最优的性能。此时电池具有0.54 V的开路电压,所对应的短路电流J_SC为11.30 mA/cm²,并有着60.38%的填充因子FF,能量转换效率PCE为3.64%,有20%的提升。器件性能...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 有机太阳能电池的研究背景
    1.2 太阳能电池的分类
    1.3 太阳能电池的研究进展
    1.4 本论文的主要工作
第二章 三元有机太阳能电池的概述
    2.1 引言
    2.2 有机太阳能电池的基本原理
        2.2.1 有机太阳能电池的工作机理
        2.2.2 有机太阳能电池的光电性能参数
        2.2.3 有机太阳能电池的等效电路
        2.2.4 有机太阳能电池的器件结构
    2.3 三元太阳能电池的介绍
        2.3.1 三元太阳能电池的结构设计和优势
        2.3.2 三元太阳能电池中第三组分材料的作用
        2.3.3 几种不同的三元太阳能电池体系
    2.4 本章小结
第三章 基于P3HT:(tbt)₂Ir(acac):PC₇₁BM的三元有机太阳能电池的制备
    3.1 引言
    3.2 实验器件制备及测试
        3.2.1 实验器件的制备流程
        3.2.2 实验器件的测试
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 器件能级分析和F?rster能量传递的研究
        3.3.2 不同(tbt)₂Ir(acac)掺杂比例对活性层吸收特性的影响
        3.3.3 不同(tbt)₂Ir(acac)掺杂比例对器件性能的影响
        3.3.4 不同(tbt)₂Ir(acac)掺杂比例对活性层表面形貌的影响
        3.3.5 不同(tbt)₂Ir(acac)掺杂比例对活性层载流子迁移率的影响
    3.4 本章小结
第四章 活性层处理工艺对P3HT:(tbt)₂Ir(acac):PC₇₁BM三元有机太阳能电池性能的影响
    4.1 引言
    4.2 溶液处理对P3HT:(tbt)₂Ir(acac):PC₇₁BM器件性能的影响
        4.2.1 实验器件的制备流程
        4.2.2 不同溶液处理对器件性能的影响
        4.2.3 浸润时间对器件性能的影响
    4.3 两步退火工艺对P3HT:(tbt)₂Ir(acac):PC₇₁BM器件性能的影响
        4.3.1 实验器件的制备流程
    4.4 实验结果与讨论
        4.4.1 两步退火法对器件性能的影响
        4.4.2 两步退火法对活性层表面形貌的影响
        4.4.3 两步退火法对阻抗特性的影响
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本论文内容的总结
    5.2 关于本课题的展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3816869