有机与杂化太阳能电池的界面调控与交流阻抗谱研究

摘要

有机聚合物太阳能电池由于其低成本、轻重量、可溶液加工以及可制备成柔性器件等优势，逐渐成为热点研究领域之一。然而与传统无机硅等电池器件相比，有机聚合物太阳能电池稳定性差、聚合物载流子迁移率低等，使光电转换效率较低，所以对有机太阳能电池修饰工艺和有机无机杂化太阳能电池应运而生。本文主要采用交流阻抗谱测试对有机与杂化太阳能电池进行了分析研究，通过分析聚合物光电器件的Cole-Cole图、Bode图、C-F特性和C-V特性，对太阳能电池器件的等效电路模型和载流子迁移率进行研究和分析。主要研究内容如下：
　　对器件结构为ITO/P3HT:PCBM/MoO3/Al和ITO/修饰层/P3HT:PCBM/Al的聚合物太阳电池进行修饰层作用研究，并用交流阻抗谱进行修饰器件与空白器件两类体系的介电性能研究。
　　采用电化学沉积方法和蒸镀方法制备致密硫化银纳米薄膜，为了确定致密硫化银纳米薄膜的最佳制备工艺，本论文研究了不同电化学沉积条件及其表面活性剂（柠檬酸）和蒸镀工艺对薄膜形貌和晶体结构的影响，发现在沉积电压4V、沉积时间3 min、pH=3且无柠檬酸的条件下和蒸镀条件下均可以获得结晶度高、表面质量好的硫化银纳米薄膜。
　　在制备致密硫化银纳米薄膜的基础上，本论文制备了含有硫化银的杂化太阳能电池，并对器件结构为ITO/P3HT: Ag2S（电化学沉积）/Al和ITO/P3HT: Ag2S(蒸镀)/Al的杂化太阳能电池进行交流阻抗谱的测试研究，进而分析了这两种工艺条件下器件的介电响应。

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第1章 绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 有机太阳能电池基本知识介绍

1.3交流阻抗谱原理和方法

1.4 本论文中的主要研究内容

第2章 聚合物光电器件的制备及交流阻抗谱测试

2.1 聚合物太阳能电池器件制备的一般流程

2.2 ITO表面的清洗

2.3 旋涂聚合物活性层和修饰层

2.4 蒸镀金属电极

2.5 器件后热处理及其封装

2.6 器件后续测试

2.7 实验中所用实验器材和设备

第3章 有机太阳能电池的介电特性研究

3.1 引言

3.2 基于P3HT:PCBM太阳能电池性质的研究

3.3 器件的光电性能分析

3.4 器件的介电性能分析

3.5 器件的等效电路分析

3.6 本章小结

第4章 Ag2S材料制备及其杂化太阳能电池性能研究

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3纳米硫化银薄膜的表征分析

4.4 纳米硫化银体系杂化太阳能电池的研究

4.5 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢