学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

P3HT：PCBM聚合物太阳电池的研究

作　者: 李文杰
导　师: 郝秋艳；张建军
学　校: 河北工业大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 聚合物有机太阳电池 P3HT:PCBM Al电极 退火 结构改善 溶剂
分类号: TM914.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 141次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


与传统太阳电池相比，聚合物太阳电池有其独特的优点，如：成本低廉，制备工艺简单，轻薄方便等，这些优点使其有望成为未来的替代性能源。很多研究小组已致力于聚合物太阳电池的发展。本文以P3HT和PCBM作为电池活性层的给体材料和受体材料，详细研究了Al电极的沉积，退火方式及结构改善对聚合物太阳电池的影响，并初步研究了不同溶剂对活性层的影响。研究发现在本实验范围内随着沉积速率及沉积厚度的提高，Al膜的结晶程度会增强，晶粒尺寸也会变大；应用在电池中，适当提高沉积速率可以改善电池的性能。增大Al的沉积厚度可以增大电池的Jsc，但电池的Voc和FF却随厚度的增加呈减小趋势，最终使电池的性能衰退。研究了电池的退火方式，发现后退火较前退火更有利于改善聚合物太阳电池的性能。通过后退火处理，获得的电池效率达1.93%(Voc=0.60V、Jsc=5.89mA/cm2、FF=54.7%)；通过在Al电极和活性层之间加入适当厚度的PCBM，可改善电池的结构，进一步提高电池性能。当PCBM厚度为3nm时，电池的Jsc达到6.43mA/cm2，转换效率提高到2.09%。但PCBM厚度进一步增大时，电池性能开始衰退。研究了氯苯和邻二氯苯两种溶剂对活性层的影响，发现溶剂选择对活性层的厚度及微观形貌有较大影响。相同条件下以邻二氯苯为溶剂所得活性层较薄，且会产生较好的相分离。而用氯苯作溶剂时，活性层中的P3HT和PCBM不能有效分离。但经退火处理后，这种状态可以得到明显改善。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-20
  1.1 研究背景  10-11
    1.1.1 未来的清洁能源——太阳电池  10
    1.1.2 聚合物太阳电池  10-11
  1.2 有机太阳电池的基本理论  11-13
  1.3 聚合物太阳电池所用材料  13-14
    1.3.1 给体材料  13
    1.3.2 受体材料  13-14
    1.3.3 电极材料  14
  1.4 聚合物太阳电池的结构  14-17
    1.4.1 单层结构  15
    1.4.2 双层结构  15-16
    1.4.3 体异质结结构  16
    1.4.4 层压结构  16-17
  1.5 聚合物太阳电池的发展现状  17-18
  1.6 聚合物太阳电池的发展前景及方向  18-19
  1.7 论文内容及研究意义  19-20
第二章 实验设备及测试方法  20-25
  2.1 实验设备  20
  2.2 测试方法  20-25
    2.2.1 X 射线衍射谱（XRD ）测试  20-21
    2.2.2 原子力显微镜（AFM ）测试  21-22
    2.2.3 扫描电子显微镜（SEM ）测试  22-23
    2.2.4 吸收谱测试  23
    2.2.5 厚度测试  23-24
    2.2.6 太阳电池J -V 特性测试  24-25
第三章 AL 背电极的研究  25-37
  3.1 引言  25
  3.2 主要沉积参数对AL 薄膜的影响  25-30
    3.2.1 实验  25-26
    3.2.2 沉积速率对Al 膜的影响  26-28
    3.2.3 沉积厚度对Al 膜的影响  28-30
  3.3 不同沉积参数所得AL 电极对聚合物太阳电池性能的影响  30-35
    3.3.1 实验  30-31
    3.3.2 Al 电极的沉积速率对聚合物太阳电池性能的影响  31-33
    3.3.3 Al 电极的沉积厚度对聚合物太阳电池性能的影响  33-35
  3.4 小结  35-37
第四章 退火及结构的改进对聚合物太阳电池的影响  37-44
  4.1 引言  37
  4.2 退火方式对聚合物太阳电池的影响  37-39
    4.2.1 实验  37-38
    4.2.2 实验结果及分析  38-39
  4.3 结构改善对聚合物太阳电池的影响  39-43
    4.3.1 实验  39-40
    4.3.2 实验结果及分析  40-43
  4.4 小结  43-44
第五章 不同溶剂对活性层的影响  44-51
  5.1 引言  44-45
  5.2 实验方法  45
  5.3 实验结果及分析  45-49
    5.3.1 不同溶剂对活性层厚度的影响  45-46
    5.3.2 不同溶剂对活性层结晶状况的影响  46-48
    5.3.3 不同溶剂对活性层吸收特性的影响  48-49
  5.4 小结  49-51
第六章 结论  51-52
参考文献  52-58
致谢  58

相似论文

  1. Bi、N共掺杂TiO2的制备及性能的研究,O614.411
  2. 有机氯农药污染场地土壤洗脱剂筛选及洗脱条件优化,X592
  3. 有源电力滤波器及其在配电网中的应用,TN713.8
  4. 高水热稳定镍基催化剂的制备及丁炔二醇加氢性能研究,TQ223.162
  5. 砷和锑硫属化合物的溶剂热合成与表征,O641.4
  6. IVA族金属硫属化合物的溶剂热合成与结构,O611.4
  7. 2，2’-联吡啶铟硫属化合物的溶剂热合成,O627
  8. 不锈钢光亮退火炉燃烧与余热回收节能技术研究,TG155.1
  9. 结构用碳素钢冷轧工艺优化,TG335.12
  10. 面向三网融合的故障管理系统的研究及实现,TP315
  11. P2P网络信任模型及其相关技术的研究,TP393.08
  12. 轧制Mg-Zn-Ce-Zr（Mn）合金微观组织及力学性能研究,TG339
  13. 单指派和多指派共存下含枢纽的物流网络设计,F252
  14. 塑性变形对粗镁直接熔炼AZ91镁合金组织及硬度的影响,TG146.22
  15. 挤压铸造对过共晶Al-Si合金组织和性能的影响,TG249.2
  16. 室温压缩粗镁直接熔炼AZ91镁合金的硬化及退火转变动力学,TF822
  17. 溶剂热体系中甲基丙烯酸甲酯的ATRP研究,TQ316.3
  18. 民用船舶管理系统的设计与实现,TP311.52
  19. 双晶铜晶界能及其结构稳定性的分子动力学模拟,TG142.1
  20. 溶胶—凝胶法制备p型ZnO薄膜,O484.1
  21. ECAP辅助的纯铜晶界工程研究,TG146.11

中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术（直接发电） > 光电池 > 太阳能电池
© 2012 www.xueweilunwen.com