脂肪胺类表面修饰调节ITO的功函及在太阳能电池中的应用

摘要

发展性能优异、成本低廉、可溶液加工的修饰层材料是太阳能电池研究中的一个重要问题。在目前应用的修饰层材料中，脂肪胺类化合物因来源广泛、合成简便，受到了广泛的关注。本文采用溶液加工的方式，以脂肪胺类化合物为修饰层材料，研究了修饰层材料对太阳能电池性能的影响。具体如下：
　　1．第一部分，综述了太阳能电池的研究背景和目前已取得的研究进展。
　　2．第二部分，研究了反向结构太阳能电池中，PEI阴极修饰层对 ITO电极功函数和界面电阻的影响。在本项目中，采用的器件结构为ITO/阴极修饰层/PBDTTT-C-T:PC70BM/MoO3/Al，三种PEI的分子分别为l-PEI，b-PEI25k，b-PEI750k。我们发现，PEI的厚度小于5.5 nm时，这三种分子均能有效的降低ITO功函数，提高器件效率，最高的效率可达7.84％，是不加修饰层的两倍多。当PEI的厚度超过10 nm时，由于界面电阻的增加，器件效率急剧下降。值得注意的是，此时采用l-PEI为修饰层的器件在效率上明显优于采用b-PEI的为修饰层的器件，我们采用交流阻抗对这一现象进行了解释。本项目旨在通过研究反向太阳能电池中修饰层对ITO功函数和界面电阻的影响，为新型修饰层材料的开发奠定理论基础。
　　3．第三部分，研究了正向结构太阳能电池中，Dopamine、Dopa、Dobd、Npph这四种儿茶酚类化合物，对ITO阳极功函数以及器件效率的影响。首先，我们研究了修饰层的不同制备工艺对ITO功函数的影响。功函数的结果表明，采用pH=8.5的Tris缓冲液作为溶剂时，修饰前后ITO的功函数变化较小；当采用pH=1.5的盐酸为溶剂时，儿茶酚类化合物能有效的提高ITO的功函数。本项目采用的器件结构为ITO/阳极修饰层/PBDTTT-C-T:PC70BM/LiF/Al，我们发现采用这四种化合物为修饰层时，得到的最优器件效率分别为6.31%、6.51%、6.32%、6.27%，而不加修饰层电池效率仅为3.24%。尽管采用经典的PEDOT:PSS修饰层，器件效率可达7.40%，然而由于这四种修饰层材料价格便宜、不需要高温热处理，因而也具有潜在的应用价值。

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第1章 绪论

1.1引言

1.2提高电池效率的途径

1.3 ITO透明电极的修饰

1.4论文的设计思想与研究内容

第2章 PEI对反向器件中ITO阴极表面功函数和界面电阻的影响

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第3章 儿茶酚类阳极修饰层在太阳能电池中的应用

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第4章 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

参考文献

硕士论文工作期间科研成果

致谢