聚合物固體薄膜太陽(yáng)能電池的性能研究.pdf

1、聚合物固體薄膜太陽(yáng)能電池采用共軛聚合物作為材料,加工方便,成本低,可以通過分子設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)多功能化,同時(shí)具有可制備彎曲和大面積器件的優(yōu)點(diǎn),使其自90年代出現(xiàn)起就受到人們的青睞.各國(guó)化學(xué)家、物理學(xué)家和材料學(xué)空從材料的選擇和器件的優(yōu)化對(duì)聚合物太陽(yáng)能電池做了深入的研究,在研究和應(yīng)用方面均取得了可喜成果.盡管如此,目前聚合物太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)移效率還是比較低,通常為1﹪~2﹪,因此聚合物太陽(yáng)能電池的研究也面臨著很大的挑戰(zhàn),只有得到更高效率、性能穩(wěn)定

2、的聚合物太陽(yáng)能電池,才能實(shí)現(xiàn)聚合物太陽(yáng)能電池的商業(yè)化.聚合物固體薄膜太陽(yáng)能電池中作為電子給體相的共軛聚合物和作為電子受體相的材料是影響太陽(yáng)能電池性能的重要因素,因?yàn)橹挥须娮咏o體相與電子受體相形成微相分離的互穿網(wǎng)絡(luò),才能提高聚合物太陽(yáng)能電池的的效率.該論文在該實(shí)驗(yàn)室所合成的大量新型電子給體型共軛聚合物以及新型C<,60>衍生物受體的基礎(chǔ)上,從聚合物太陽(yáng)能電池的器件結(jié)構(gòu)的角度出發(fā),研究提高器件性能的途徑.并從聚合物太陽(yáng)能電池的給體相和受體相

3、兩方面著手,提出了改善此類電池的一些途徑,探討了該研究領(lǐng)域發(fā)展的方向.在聚合物受體相的探索中,發(fā)現(xiàn)重氮烷烴C<,60>衍生物PCBB作為受體相,PCBB:MEH-PPV(32:1)聚合物太陽(yáng)能電池在AM1.5模擬太陽(yáng)光下器件的性能為J<,sc>=6.08mA/cm<'2>,V<,oc>=0.85V,η<,e>=2.84﹪.比PCBM:MEH-PPV器件性能還要好.這是目前聚合物太陽(yáng)能電池國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)所報(bào)道的最好結(jié)果之一.在聚合物給體相的探

4、索中,利用窄帶隙芴基共聚物PFO-DBT獲得了低漏電流、高光電靈敏度的聚合物太陽(yáng)能電池,光譜響應(yīng)區(qū)擴(kuò)展到650nm.在AM1.5太陽(yáng)模擬光(78.2mW/cm<'2>)下,PFO-DBT35:PCBM(1:2)器件中,J<,sc>=5.18mA/cm<'2>,V<,oc>=0.95V,η<,e>=2.24﹪.最重要的是,短路電流隨光強(qiáng)成線性增長(zhǎng),直到550mW/cm<'2>的高光強(qiáng)(相當(dāng)于5倍AM1.5輻射光強(qiáng))下,相比與PCBM:ME