当前位置: 首页 > 学术论文 > 太阳能 > 正文

溶剂添加剂及阴极修饰在聚合物太阳能电池中的应用

关注热度:80   来源:新能源学术论文  作者:高绍坤
相似论文 相关推荐 你可能关注 点击排行 我要评论

【摘要】:随着全球能源和环境问题的日益凸显,人们对开发新能源技术的呼声日益高涨。其中有机太阳能电池因具有结构和制备过程简单、重量轻、可大面积制备、可弯曲等众多突出优点而受到研究者们的广泛关注和青睐。目前,光电转换效率偏低是困扰有机太阳能电池大规模产业化生产的主要阻碍。因此,如何提高有机太阳能电池的光电转换效率成为当前有机太阳能电池研究领域的热点。本文中我们以主流的体异质结结构聚合物太阳能电池为研究对象,分别研究了邻溴苯酚(2-Bromophenol)作为溶剂添加剂和旋涂尿素(UREA)作为阴极缓冲层对聚合物太阳能电池性能的影响。主要研究内容及结论如下: (1)以聚3-己基噻吩(P3HT)和C60的衍生物(PCBM)为活性层材料,CB为溶剂。研究了在活性层溶液中分别添加不同体积比的2-Bromophenol作为溶剂添加剂对电池性能的影响。通过比较五组不同添加剂含量下电池的性能,我们得到当2-Bromophenol的体积比为1.5%时器件性能最优。相比参考器件我们发现此时其紫外-可见吸收谱显示出红移现象,外量子效率(EQE)曲线峰值明显提升,同时在活性层的给受体材料间形成了较为明显的两相分离结构。在100mW/cm2的光强度照射下,能量转换效率从2.32%提高到了2.90%提高了约25%。 (2)我们采用溶液旋涂的方法研究了有机小分子尿素(Carbamide,UREA)作为阴极缓冲层材料对聚合物太阳能电池性能的影响。实验过程中通过改变匀胶机的转速得到不同厚度的阴极缓冲层并观察其对电池性能的影响。其中当以3000rpm的转速旋涂约3nm厚的UREA作为阴极缓冲层时,器件结构为ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/UREA/Al的电池性能最佳,电池的能量转换效率由2.80%提高到3.36%,提高幅度为20%。通过对电池的暗态J-V曲线、AFM、外量子效率等的分析,我们认为旋涂UREA溶液后可以在光敏层与铝阴极间形成一层界面偶极层,从而有效地降低两者间的界面势垒,提高阴极收集电子效率;同时UREA分子中的孤对电子可以和Al电极发生化学反应,减少了Al原子扩散进入到活性层的数量,起到了对活性层的保护作用。
【关键词】:聚合物太阳能电池 溶剂添加剂 邻溴苯酚 阴极缓冲层 尿素
【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
  • Abstract6-10
  • 第1章 绪论10-21
  • 1.1 引言10
  • 1.2 聚合物太阳能电池的发展10-12
  • 1.3 聚合物太阳能电池的结构12-14
  • 1.3.1 单层结构12-13
  • 1.3.2 双层结构13-14
  • 1.3.3 体异质结结构14
  • 1.4 聚合物太阳能电池的工作原理及等效电路图14-18
  • 1.4.1 工作原理14-17
  • 1.4.2 等效电路图17-18
  • 1.5 聚合物太阳能电池的性能参数18-19
  • 1.6 本论文的研究内容19-21
  • 第2章 聚合物太阳能电池的制备与表征21-27
  • 2.1 实验设备介绍21-23
  • 2.1.1 电池器件制备系统21
  • 2.1.2 电池性能测试系统21-23
  • 2.2 实验材料介绍23-25
  • 2.3 电池的制备25-27
  • 2.3.1 活性层溶液的配制25
  • 2.3.2 ITO 玻璃的清洗和处理25
  • 2.3.3 有机功能层的制备25
  • 2.3.4 阴极的制备和后期处理25-27
  • 第3章 添加剂邻溴苯酚对聚合物太阳能电池性能的影响27-34
  • 3.1 引言27
  • 3.2 实验27-28
  • 3.3 实验结果分析28-33
  • 3.3.1 J-V 曲线测试28-30
  • 3.3.2 活性层的吸收谱30-31
  • 3.3.3 外量子效率分析31
  • 3.3.4 各器件的 AFM 图31-33
  • 3.4 小结33-34
  • 第4章 新型阴极缓冲层材料尿素对聚合物太阳能电响池性能的影响34-42
  • 4.1 引言34-35
  • 4.2 实验35-36
  • 4.3 实验结果分析36-41
  • 4.3.1 J-V 特性分析36-38
  • 4.3.2 活性层形貌分析38-39
  • 4.3.3 机理分析39-41
  • 4.4 结论41-42
  • 结语42-43
  • 参考文献43-47
  • 致谢47


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

聚合物太阳能光伏技术研究进展    全威;李贵芳;刘金锁;陈磊;程胜;秦大山;

太阳能应用研究进展    王建华;吴季平;徐伟;

有机太阳能电池用聚合物给体材料的研究进展    叶怀英;李文;李维实;

一种基于无线传感器网络的太阳能电池监控系统    梁浩;陈欣荣;

太阳能在农村生活污水处理中的应用    蒋微微;

太阳能电池发电量实时监控系统    周雷;吕广才;谭伟东;

低碳视角下我国能源发展战略研究    乔畅鸿;杨运星;

太阳能电池导电银浆的研究进展与市场现状    彭娟;邓建国;黄奕刚;

高速公路废旧雨棚信号灯改造LED导向牌应用    卫向勤;

关于太阳能小屋的设计安装问题研究    高丽;胡丹丹;邹倩;张飞;

A GaAs/GaInP dual junction solar cell grown by molecular beam epitaxy    代盼;陆书龙;季莲;何巍;边历峰;杨辉;有持佑之;吉田浩;内田史朗;池田昌夫;

有机层/阴极界面修饰对体异质结聚合物太阳能电池性能的影响    张永志;李福山;吴朝兴;蔡寿金;郭太良;

基底温度对喷涂技术制备大面积有机太阳能电池性能的影响    胡雪花;李福山;吴朝兴;郭太良;

聚合物异质结太阳电池-进展与展望(摘要)    曹镛;吴宏滨;黄飞;陈军武;

基于S-和N-杂环小分子材料的合成、表征    黄红艳;傅妮娜;刘书利;李劝;赵保敏;黄维;

能源纳米器件中的材料与界面研究    陈立桅;

太阳能电动车关键技术研究    李春芳

高寒地区利用太阳能改善农户热舒适性的实证研究    罗光华

原位生长掺杂TiO_2薄膜电极及其光电转换性能研究    王松

太阳能居住建筑采暖系统优化决策及市场化推广研究    杨建平

新型共轭聚合物的设计、合成及光电性能研究    曹康丽

新型给体—受体共轭聚合物的设计、合成及其有机光伏太阳能电池性能研究    胡超

基于硅纳米线阵列的有机/无机杂化光伏电池的制备及性能表征研究    申小娟

喷涂法制备聚合物太阳能电池器件研究    陈征

星形齐聚噻吩衍生物的制备及其光、电性能与应用研究    关丽

吡嗪聚合物和卟啉小分子的合成及其光伏性能研究    秦红梅

真空感应熔炼和定向凝固提纯冶金级硅研究    冀明

太阳能涂层光谱发射率测量仪的研制    张琴

基于FPGA的手持式光伏电池测试仪设计    刘洛

无锡构建国家级光伏产品检验中心的可行性研究    龚皓

基于固定电压法的太阳能电池MPPT控制芯片    葛丽芳

基于扰动观察法的高效率MPPT控制芯片设计    江帆

多晶硅铸锭炉热场研究及数值模拟    陈国红

PPV衍生物的合成及改性研究    王贞

多晶硅电磁冷坩埚连续熔铸技术    黄锋

超低压电源供电的便携式电子产品电源管理系统的设计和研究    陆佳颖

21世纪太阳能发电的展望    杨金焕,陈中华

我国太阳能应用的可行性分析    宫自强,季福坤

太阳能光热技术在建筑节能中的应用    刘业凤,代彦军,王如竹

聚合物太阳能电池研究进展    黎立桂;鲁广昊;杨小牛;周恩乐;

硅薄膜太阳能电池研究的进展    钟迪生

 
关键词: 聚合物太阳能电池

[ 学术论文搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 违规举报 ]  [ 关闭窗口 ]

 
相关学术论文推荐
 
0条 [查看全部]  相关评论
 
推荐论文
智能推荐
 
网站首页 | 关于我们 | 联系方式 | 使用协议 | 版权隐私 | 排名推广 | 广告服务 | 积分换礼 | 网站留言