基于PBDB-T:N2200体系的全聚合物太阳电池活性层的性能研究

发布时间：2025-06-20 01:05

　　太阳能作为地球上清洁能源的主要来源,对环境十分友好。太阳电池作为将太阳能光转化成电的经典方式,在近年来获得了很大的进展。其中有机太阳电池(OSCs)作为一种经济可行并且很有发展前途的清洁能源利用方式受到了研究领域的密切关注。全聚合物太阳电池(all-PSCs)作为具有较强机械稳定性和热稳定性的OSCs,在研究人员不懈的探索下可获得了10%以上效率。其中基于NDI的N2200作为最成功的高电子亲和性和高电子能动性的聚合物受体使得all-PSCs获得了里程碑式的进展。第二章针对具有正置结构的基于PBDB-T:N2200体系的all-PSCs,将IDIC作为第三组分并研究了对器件性能的影响。IDIC的能级与PBDB-T和N2200的能级相匹配,并且发现IDIC膜在500-800 nm处具有较强的吸收系数,这会弥补PBDB-T:N2200膜在500-800 nm波长范围内吸收弱的缺点。研究发现当在PBDB-T:N2200共混膜中添加适量比重的IDIC时,会使活性层形成更均匀更连续的网络互穿结构,形成良好的相分离。还能提高电荷收集效率和激子解离效率。使得器件的能量转换效率(PCE)从6.08%提升...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 有机太阳电池的研究背景以及分类
    1.2 有机太阳电池的工作机理
    1.3 有机太阳电池的性能参数
        1.3.1 开路电压VOC
        1.3.2 短路电流JSC
        1.3.3 填充因子FF
        1.3.4 能量转换效率PCE
    1.4 有机太阳电池效率提升的方法
        1.4.1 新给受体材料的研究
        1.4.2 材料侧链的改变
        1.4.3 多元器件的制备
        1.4.4 添加剂的使用
        1.4.5 界面传输层的研究
    1.5 本文的研究思路
第二章 IDIC对 PBDB-T:N2200 体系太阳电池的影响
    2.1 引言
    2.2 实验设计
        2.2.1 材料
        2.2.2 器件制备
        2.2.3 表征设备
    2.3 结果和讨论
        2.3.1 材料性能以及D/A比例对器件的影响
        2.3.2 分子结构与性能
        2.3.3 活性层的形貌研究
        2.3.4 器件的迁移率与稳定性研究
    2.4 结论
第三章 溶剂添加剂对茴香醛改善基于PBDB-T:N2200 的全聚合物太阳电池的形貌和界面接触
    3.1 引言
    3.2 实验设计
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 器件制备工艺
        3.2.3 器件表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 器件结构和材料性能
        3.3.2 活性层形貌
        3.3.3 激子解离与界面接触
        3.3.4 器件性能
    3.4 结论
第四章 不同分子量的N2200 对体系为PBDB-T:N2200 的太阳电池性能的影响
    4.1 引言
    4.2 实验设计
        4.2.1 材料
        4.2.2 器件制备
        4.2.3 表征设备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 器件的性能
        4.3.2 电荷收集
        4.3.3 活性层的形貌
    4.4 总结
第五章 结论
参考文献
致谢
个人简介及攻读学位期间取得的研究成果



本文编号：4051190