基于P3HT-PCBM太阳能电池柔性基板电极无刻蚀研究

摘要

随着社会经济的发展，能源枯竭和环境污染问题使很多国家致力于开发可再生能源的研究，因而绿色环保的太阳能电池是当今许多国家研究的重点。基于有机半导体材料的太阳能电池器件具有可挠性，制作流程较为简单，可以在常温下制作，价格便宜，环境友好等优点，具有很大的发展潜力。近年来，人们开发出的用于太阳能电池的有机半导体材料种类繁多，这些材料中，以Poly(3-hexylthiophene)(P3HT)和[6.6]-phenyl C61 butyric acid methyl ester(PCBM)的混合物作为活性层制作的电池效率较高，得到了众多研究者的认可。因此，本论文以该材料为基础探索太阳能电池的制作工艺及性能评价。
　　首先，本文介绍了在制作太阳能电池过程中，Indium-Tin Oxide(ITO)基板传统制作方法，指出了这种方法的缺点与不足，并提出了相应的改进意见。然后介绍了本研究的不通过刻蚀制作电池的方法，以及这种方法的优点。结果表明这种方法可以有效地减少太阳能电池在制作过程中遭到的破坏。
　　其次，作者详细介绍了柔性ITO基板制作太阳能电池的工艺流程以及电池的性能评价。作者通过相同条件下使用柔性基板和玻璃基板制作出太阳能电池，并比较了两种电池的光电转换效率及其随时间的衰减规律。结果表明，柔性基板由于其自身材料的性质，包括透光率和导电率等原因，导致了电池的性能较低。
　　最后，作者介绍了改进太阳能电池的制作方法，将制作的电池实施封装与未封装性能进行对比。作者测试了开路电压，短路电流，转换效率以及衰减情况。研究有机太阳能电池在两种条件下的性能差异。通过对比发现，经过封装的太阳能电池在性能上明显优越于未经封装的太阳能电池，且经过封装的太阳能电池的性能稳定性更好，且开路电压、短路电流和转换效率都有明显的提高。同时，本文对实验过程中的有关需要注意的细节进行了详细阐述。