混合溶剂及溶剂添加剂对聚合物太阳能电池性能影响的研究

摘要

聚合物太阳能电池因其制造简单、低成本、可卷曲、可大面积制备等优点，在光伏领域有着广阔的应用前景。本文对太阳能电池的发展、现状以及如何改进实验方案等方面进行了探讨，同时介绍了聚合物太阳能电池的相关理论。
　　为了提高器件的转换效率，我们对实验进行了改进，在溶剂上进行了选择，当混合某些溶剂时，最后器件成膜效果较为理想，而且转换效率也有了质的提高。有机聚合物材料我们选择了PCDTBT和PC71BM，溶剂上选择了氯苯和氯仿的搭配，当它们以体积比1:1混合时，所得的器件的转换效率最高，平均效率达到了6.82%，而某些器件的效率达到了7.12%。从影响电池性能的各项参数来看，填充因子，短路电流密度等都有了较大的提高，从而有效的改善了器件的性能。
　　本文还研究了添加剂对有机聚合物太阳能电池的影响，利用有机掺杂体系制成本体异质结，将一些化学试剂添加到活性层溶液中，所得到的薄膜可以吸收更宽波长范围的太阳光，从而既有效地吸收了光子，又保证了电荷的有效分离。从微观结构上我们看到能形成良好的网络互穿轨道，有利于激子分离的输运。我们提出：添加硝基苯后，溶液中的给体材料与硝基苯形成一种电子转移配合物，成膜后，在给体材料和受体材料之间形成中间能级，使得电子的转移更加迅速，从而荧光的强度得到了很大程度的削减。使得电子的转移更加有效，减小了在转移过程中的损耗，提高了器件的性能。通过实验证实，器件的光电转换效率得到了一定程度提高。这为以后在活性层的研究上，对有机聚合物太阳能有了进一步的认识。

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第1章 绪 论

1.1 引言

1.2 太阳能电池的发展

1.3 太阳能电池的原理

1.4 太阳能电池等效电路

1.5 太阳能电池材料介绍

1.6 聚合物太阳能电池的结构

第2章 溶剂对聚合物太阳能电池性能的影响

2.1 引言

2.2 实验过程

2.3 结果分析

2.4 小结

第3章 添加剂对有机聚合物太阳能电池性能的影响

3.1 引言

3.2 实验

3.3 结果分析

3.4 小结

第4章 硝基苯对聚合物薄膜太阳能电池性能的研究

4.1 引言

4.2 膜层的荧光光谱

4.3 能级结构图

4.4 器件的性能分析

4.5 小结

结束语

参考文献

致 谢

攻读学位期间取得的科研成果