PANI-La2O3體異質(zhì)結(jié)光伏器件的制作與性能研究.pdf

1、近年來，有機(jī)聚合物太陽能電池的研究備受人們關(guān)注。在眾多導(dǎo)電聚合物中，聚苯胺(PANI)由于其自身的優(yōu)異特性，被認(rèn)為是目前最有希望在實際中得到應(yīng)用的導(dǎo)電聚合物。
　　本論文以苯胺(AN)為單體，質(zhì)子酸為H+摻雜劑，過硫酸銨(APS)為氧化劑，用化學(xué)法合成了電導(dǎo)率較高的PANI。分別研究了對甲基苯磺酸(p-TSA)、H2SO4、HCl及H3PO4等不同種類質(zhì)子酸以及以p-TSA為H+摻雜劑時，APS的用量對PANI電導(dǎo)率σ的影響。結(jié)果

2、表明，以1.00 mol·L-1的p-TSA為H+摻雜劑、APS和AN摩爾比nAPS∶nAN=1∶1時合成的PANI電導(dǎo)率σ最高，為200 S·cm-1。掃描電子顯微鏡(SEM)研究結(jié)果表明，在此條件下合成的PANI為直徑約60 nm的纖維，纖維的分支化程度比較高，這有利于減小PANI的分子鏈間電阻，提高材料電導(dǎo)率。
　　采用循環(huán)伏安(CV)法和紫外-可見(UV-Vis)分光光度法分析了在上述實驗條件下合成的PANI的能級結(jié)構(gòu)。根

3、據(jù)差熱-熱重分析(DSC-TG)結(jié)果確定了所合成的PANI的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。結(jié)果表明，PANI的最高占有軌道的能級EHOMO=-4.85 eV，最低空軌道的能級ELUMO=-3.20 eV，能隙Eg=1.65 eV。PANI的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度約為185℃，結(jié)構(gòu)坍縮溫度大于225℃。
　　采用溶劑蒸發(fā)法制備了以PANI與La2O3共混活性層為體異質(zhì)結(jié)的光伏器件ITO/PANI∶La2O3/ITO。改變活性層中PANI與La2O3的質(zhì)量

4、比，在暗箱和模擬太陽光照射的條件下分別測試了器件的電流-電壓（I-U）特性曲線。結(jié)果表明，當(dāng)PANI與La2O3的質(zhì)量比為1∶4時器件的光伏性能最佳，開路電壓UOC=117 mV，短路電流ISC=53μA，填充因子FF=0.222。
　　研究了La2O3在700℃下預(yù)燒結(jié)處理以及ITO/PANI∶La2O3/ITO器件在200℃下的退火處理對ITO/PANI∶La2O3/ITO光伏性能的影響。X-射線衍射實驗結(jié)果表明，預(yù)燒結(jié)后，L