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利用界面修饰提高聚合物太阳能电池性能的探索

利用界面修饰提高聚合物太阳能电池性能的探索

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作者：于玲玲北京交通大学

学位级别：硕士

摘要：合适的器件结构设计对有机太阳能电池性能的提高有着很大作用。本论文运用真空镀膜技术和旋涂制膜技术,制作了以传统的poly(3-hexylthiophene) (P3HT):[6,6]-phenyl C61 butyric acid methyl ester (PCBM)为活性层的有机太阳能电... 详细信息

摘要：合适的器件结构设计对有机太阳能电池性能的提高有着很大作用。本论文运用真空镀膜技术和旋涂制膜技术,制作了以传统的poly(3-hexylthiophene) (P3HT):[6,6]-phenyl C61 butyric acid methyl ester (PCBM)为活性层的有机太阳能电池器件,利用有机小分子材料Liq对器件的阴极进行修饰和酞菁类材料CuPc和alpccl对器件的阳极、阴极进行界面修饰,研究了器件的电流-电压特性及其性能改变机理,并得出以下结果：***薄层修饰Al阴极较大地提高了器件的开路电压,同时提高了器件的填充因子和能量转换效率。分析认为,将Liq薄层引入P3HT:PCBM/Al界面,Liq与A1发生化学反应,在Liq与P3HT:PCBM之间产生偶极层,Al电极与活性层界面接近欧姆接触,提高电子导出,从而提高了器件效率。2.将CuPc薄层引入器件对电极进行修饰,器件效率有所提高。分析表明,CuPc薄层引入阳极,降低了器件的串联电阻,提高了并联电阻,降低了界面势垒,有利于空穴传输,从而提高了器件效率;CuPc薄层引入阴极,使得阴极与活性层的接触电阻减小,提高了器件的填充因子,从而提高器件性能。3.引入alpccl薄层修饰器件阳极,器件性能明显下降。分析认为,alpccl的HOMO能级过低,再加上载流子在alpccl中的扩散长度较短,阻碍了空穴向阳极的传输,从而影响了器件的效率。引入alpccl修饰阴极时,器件的短路电流和效率有所提高。分析认为,alpccl薄层使器件在长波段的吸收有所增加,从而提高了器件的性能。

关键词：有机太阳能电池电极修饰聚合物 Liq CuPc alpcc1

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