ZnO界面性质调控在光伏器件中的应用

摘要

太阳能取之不尽，用之不竭，绿色环保，因此光伏器件的研发越来越受到各个国家的重视。其中，有机太阳能电池因其具有柔性，便捷，可大面积，可卷式生产生产等优点，一直是科研人员的研究重点。在有机太阳能电池中，电子传输层能够有效地收集，传输电子，并且降低界面处的电荷复合，因此在很大程度上决定着电池的性能。在重多的电子传输层材料中，ZnO因其透光率高，能级合适，电子转移能力强，合成简单等优点，一直都被广泛地应用在有机太阳能电池中。然而，导电性差，缺陷多一直都是影响以ZnO为界面层的有机太阳能电池中性能的一个严重问题，因此本文围绕ZnO界面性质调控在光伏器件中的应用，做了一系列的研究，主要分为以下几个方面： 1、KSt修饰ZnO作为有机太阳能电池的电子传输层，通过优化ZnO膜表面，降低ZnO膜表面存在的缺陷，达到优化ZnO以及有机太阳能电池性能的目的。通过对理想因子模型，阻抗等一系列表征详细分析，发现，KSt对ZnO修饰以后，减少了ZnO的表面缺陷，减少了ZnO界面处的电荷复合，使得器件的填充因子得到极大改善从而进一步提高了器件性能。 2、利用两种不同空间构型的离子盐修饰ZnO作为有机太阳能电池的电子传输层，详细研究不同空间构型的电子传输层对有机太阳能电池的影响。通过对膜形貌，UPS,荧光寿命，阻抗等一系列表征的详细分析，发现，两种类型的离子盐修饰ZnO后都提高了电池性能，并且3D构型的离子盐NS4相对于2D构型的离子盐NS2对电池性能的提升更加明显。 3、采用一种简单的方法将Li-TFSI掺杂ZnO作为有机太阳能电池的电子传输层。通过掺杂Li-TFSI的方法，增强ZnO的导电性，达到优化ZnO以及有机太阳能电池性能的目的。通过对膜形貌，理想因子模型，荧光寿命，阻抗等一系列表征详细分析，发现，Li-TFSI掺杂ZnO后，减少了ZnO的缺陷，增强了ZnO的导电性，减少了ZnO界面处的电荷复合，使得器件的电流以及填充因子得到极大改善从而进一步提高了器件性能。

目录

声明

引言

1绪论

1.1 有机太阳电池概述

1.1.1有机太阳能电池的发展历程

1.1.2有机太阳能电池的器件结构和工作原理

1.1.3有机太阳能电池的各项器件参数

1.1.4有机太阳能电池的界面层

1.2 ZnO界面工程概述

1.2.1 ZnO界面在有机太阳能电池中的应用

1.2.2 ZnO界面层的研究现状

1.3本论文的设计思路与研究内容

2 KSt修饰ZnO提高太阳能电池的填充因子及性能

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 实验原料与试剂

2.2.2 ZnO纳米晶溶液的合成

2.2.3器件的制备

2.2.4 设备与仪器

2.2.5 测试与表征

2.3小结

3 可控空间构型的阴极界面优化ZnO提高光伏性能及器件性能

1. 引言

3.2实验部分

3.2.1 实验原料与试剂

3.2.2器件制备

3.3.3表征设备与仪器

3.2.3测试表征

3.3 小结

4 基于Li-TFSI掺杂ZnO为电子传输层的高效率正向有机太阳能电池

4.1 引言

4.2 实验部分

4.2.1 实验原料与试剂

4.2.2 器件的制备

4.2.3 表征设备与仪器

4.2.4 测试表征

4.3 小结

参考文献

5.2在学研究成果

致谢