本体掺杂与表面掺杂阳极修饰材料的制备、性能及器件应用研究

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1、硕士学位论文本体掺杂与表面掺杂阳极修饰材料的制备、性能及器件应用研究作者姓名李诗宇学科专业材料学指导教师解增旗教授所在学院材料科学与工程论文提交日期2018年4月Studyonthesynthesis,propertyanddeviceapplicationofbulkdopedandsurfacedopedanodemodificationmaterialsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiShiyuSupervisor：Prof.XieZengqiSouthChinaUniversityofT

2、echnologyGuangzhou,China分类号：TB34学校代号：10561学号：201520114523华南理工大学硕士学位论文本体掺杂与表面掺杂阳极修饰材料的制备、性能及器件应用研究作者姓名：李诗宇指导教师姓名、职称：解增旗教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：材料学研究方向：有机光电材料与器件论文提交日期：2018年4月12日论文答辩日期：2018年6月1日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：陈旭东委员：张诚，马东阁，何凤，顾成摘要近年来，有机太阳能电池作为一种新的清洁能源技术，发展迅速，目前光电转换效率已经接近15%。界

3、面工程是提高有机太阳能电池性能的重要途径，受到广泛关注。本论文聚焦于发展新型界面材料，利用电化学聚合方法分别制备了本体掺杂与表面掺杂的阳极界面，并应用于太阳能电池器件。主要研究内容如下。1.利用电化学聚合方法制备了苝酰亚胺本体掺杂的二聚咔唑聚合薄膜（poly-(dCz)x-(PBI)y），莫特肖特基测试证明这种薄膜具有P-型（空穴）光电导特性；将该光电导薄膜用于修饰传统的空穴传导层PEDOT:PSS，并用于制备有机太阳能电池器件。研究发现使用光电导薄膜（poly-(dCz)x-(PBI)y）的器件光伏转换效率较使用非光电导薄膜（poly-dCz）的器件相比显著提高，效率

4、从7.13%提高到8.11%。2.利用电化学聚合方法制备了PEDOT薄膜，在薄膜表面旋涂4F-TCNQ，由于PEDOT的HOMO能级高于4F-TCNQ的LUMO能级，因而自发进行从PEDOT到4F-TCNQ的电子转移，从而实现了稳定的表面掺杂。在这种表面掺杂的薄膜中，阳离子（PEDOT+）与阴离子（4F-TCNQ-）分层排列，形成界面偶极，能够有效提高表面功函。将这种阴阳离子分层排列的薄膜用于修饰有机太阳能电池阳极，显著提高了器件的开路电压。关键词：有机太阳能电池；界面工程；电化学聚合；光电导；界面偶极IAbstractRecently,asanewcleanenerg

5、ytechnique,organicsolarcells(OSCs)havebeendevelopedrapidly,andthepowerconvertefficiency(PCE)isreachingclosely15%.InterfaceengineeringisanimportantapproachtoimprovetheperformanceofOSCs,whichhasdrawnalotofattention.Inthisdissertation,themaincontentsarethesynthesisofnewinterfacematerialsand

6、theirapplicationsinOSCs.1.Polymersbasedondicarbazolefilmsdopedwithperylenebisimide(PBI)(poly-(dCz)x-(PBI)y)wassynthesizedbyelectrochemicalpolymerizationmethod,whichwasprovedtobep-type(hole)photoconductivitybyMott-Scottytests.Thephotoconductivefilmswasappliedtomodifythetraditionalholetran

7、sportinglayerPEDOT:PSSandfabricateOSCsdevices.Theresultsshowedthatthedeviceperformancewasstronglycorrespondingtothephotoconductivebehavioroftheanodethinlayer.2.PEDOTfilmwasinsitusynthesizedbyeletrochemcialpolymerizationmethod,and4F-TCNQwasspin-coatedatopofthesurface.Becau