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DICP OpenIR  > 中国科学院大连化学物理研究所  > 学位论文
学科主题: 物理化学
题名: 聚合物太阳能电池的界面调控
作者: 杨栋
答辩日期: 2014-05-16
导师: 李灿 ;  张坚
专业: 物理化学
授予单位: 中国科学院研究生院
学位: 博士
摘要: 本论文工作通过优化P3HT:PC61BM器件的参数,制备出高效率P3HT:PC61BM器件;在此基础上,通过对氧化石墨烯进行改性,制备出性能优良的空穴传输材料,采用聚乙烯亚胺修饰氧化钛表面,制备出优良的电子传输层,将其应用在聚合物太阳能电池中,大幅度提高了器件的性能。对P3HT:PC61BM(PC61BM纯度为99.5%)器件进行优化,当阴极金属钙的厚度为10 nm、活性层厚度在110-260 nm范围内,退火温度为160℃以及P3HT的分子量为78000 mol/g时,器件的能量转换效率高达5.1%。用氧等离子体处理氧化石墨烯作为空穴传输层制备了P3HT:PC61BM(PC61BM纯度为99%)器件。与氧化石墨烯相比,改性后的氧化石墨烯功函由原来的5.0 eV提高到5.2 eV,用改性后的氧化石墨作为空穴传输层,器件的能量转换效率提高了30%,由原来的2.71%提高到3.59%。将氧化石墨烯进行光化学氯化,得到功函可调、高稳定性、高透过率的空穴传输材料氯化-氧化石墨烯。首次将功函可调的氯化-氧化石墨烯应用于聚合物太阳能电池中,制备了PBDTTT-C:PC71BM器件,得到7.6%的能量转换效率,这是目前PBDTTT-C:PC71BM器件报道的最高效率。在常温下用磁控溅射的方法制备TiOx薄膜,将TiOx用聚乙烯亚胺(PEI)修饰,得到了新型的TiOx/PEI复合阴极界面层。与TiOx相比,此界面层的功函从4.42 eV降低到4.20 eV,电子迁移率由原来的8.20 × 10-5 cm2 V-1 s-1增加到1.73 × 10-4 cm2 V-1 s-1,在可见光区域的平均透过率大于80%。将其作为电子传输层应用到反式构型电池器件中,制备出最高效率达到9.08%的PTB7:PC71BM器件。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/119897
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杨栋. 聚合物太阳能电池的界面调控[D]. 中国科学院研究生院. 2014.
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