提高体异质结有机太阳能电池特性的研究硕士学位论文

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1、北京交通大学硕士学位论文提高体异质结有机太阳能电池特性的研究姓名：胡涛申请学位级别：硕士专业：物理电子学指导教师：徐叙瑢20090501北京交通大学硕士学位论文中文摘要中文摘要摘要：有机太阳能电池以其价廉、质轻、柔性以及可制各大面积电池器件而获得了越来越多的关注和研究，取得了较大的发展。但相较于无机硅太阳能电池，有机太阳能电池的光电转换效率较低，而当前的研究主要是从器件的改进以及新型有机材料的合成这两个方面入手。本文结合当前研究进展以及实验室的条件，通过处理ITO电极、增加插入层、利用窄带隙的有机材料制备聚合物

2、体异质结有机太阳能电池器件，并对器件性能的改进进行了一系列研究。首先是对电池器件的阳极ITO表面进行紫外臭氧处理和对器件进行退火处理，提高了器件的性能，进一步的将两种处理方法相结合，其效果优于仅使用其中一种处理方法，使得器件的短路电流密度由未处理时的2．68mA／cm-2增大至4．13mA／crrl-2，为以后器件的制备提供了指导。其次，为了增大器件对太阳光谱的吸收，在体异质结电池器件中插入并五苯层，当蒸镀的并五苯层厚度为8nm时，可以获得最优的器件效率。插入并五苯层后器件的吸收光谱展宽，从而增大了器件的光电流

3、。测量了不同厚度并五苯膜层的AFM图，分析了并五苯膜层的表面形貌的改变对电池器件性能的影响以及基底材料PEDOT：PSS对材料生长的影响。当并五苯厚度继续增大时，器件各项特性参数的减小来自于薄膜层的逐渐形成导致的有机层与PEDOT：PSS接触的减小。最后，分析了一种新合成的窄带宽材料PDDTV的光电特性。从材料的吸收光谱可发现材料在可见光区有较好的吸收。初步的研究了其光伏特性，但由于材料的溶解性的限制，导致材料的光伏特性较差。关键词：体异质结；太阳能电池；插入层；并五苯；表面形貌；窄带宽分类号：TM914．4北

4、京交通大学硕士学位论文ABSTRACTABSTRACTABSTRACT：Duetotheirpotentialoflow—cost，light-weight，flexibilityandreel-to—reelcoatingappliedinlargearea，OrganicSolarCells(OSCs)haveattractedsubstantialinterestsandinvestigation．However,thephotoelectricconversionefficiency(PCE)issti

5、lllowcomparedwithsilicon-basedsolarcells．Now,mostresearchesconcentrateontheirattentiontothetreatmentofdevicesandtodevelopnewkindorganicmaterials．So，inthisthesis，weinvestigatetoimprovetheperformanceofOSCsbytreatingITO，insertingPentaceneandusinganewkindofmater

6、ials．Consideringoftheprogressofcurrentresearchandlaboratoryconditions，thebulkhetrerojunction0SCsarefabricated．First，theinfluenceoftheultraviolet(UV)-ozonetreatmentofindiumtinoxide(ITO)surfaceandtheactivelayerpost-annealingtreatmentontheperformanceoftheOSCsar

7、einvestigated．ItisfoundthatthedeviceswiththeUV-ozonetreatmentfor5minonITOsubstratesshowthebetterperformance，comparedwiththedeviceswithoutthistreatment．Theresultsdemonstratethattheshort-circuitcurrentdensity帆)andfillfactor(FF)callbeimprovedbythepost-annealing

8、treatment．Thedeviceswithbothtreatmentstogethershowthebestperformance，withtheincreaseof厶from2．68mA／Cnl2to4．13mA／cm2．Second，thePentacenelayerisinsertedintheOSCstoimprovethesunlightabsorptionofthed