基于SubPc-C60的有機(jī)太陽(yáng)能電池研究.pdf

1、太陽(yáng)能電池是現(xiàn)代利用太陽(yáng)做清潔能源的主要方式之一。有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池因其材料廣、成本低、工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)受到世界的關(guān)注。但是相對(duì)無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池，其效率還是偏低。
　　亞酞菁（SubPc）是一種有望在有機(jī)太陽(yáng)能電池領(lǐng)域獲得重要應(yīng)用的新型光電材料，其具有酞菁類材料的基本性質(zhì)，同時(shí)有比酞菁材料更低的HOMO能級(jí)，有望獲得高開(kāi)路電壓的有機(jī)太陽(yáng)能電池。本論文以 SubPc為給體材料，主要進(jìn)行了以下幾部分研究：
　　第一部分，實(shí)驗(yàn)制備以S

2、ubPc為給體材料和C60為受體材料的雙層有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池：ITO/SubPc/C60/Ag。在此基本結(jié)構(gòu)增加陽(yáng)極修飾層 PEDOT:PSS和激子阻擋層Bphen，研究其對(duì)器件性能的影響。結(jié)果表明：當(dāng)器件同時(shí)增加陽(yáng)極修飾層和激子阻擋層時(shí)，得到的器件性能最好，其短路電流密度Jsc達(dá)到2.88 mA/cm2，開(kāi)路電壓Voc達(dá)到0.79 V，能量轉(zhuǎn)換效率PCE為0.73％。
　　第二部分，為了提高太陽(yáng)能電池的效率，將空穴傳輸材料并五

3、苯（pentacene）引入到電池中用以提高電池的電流密度。結(jié)果顯示：一、將pentacene作為電池的空穴傳輸層插入到PEDOT:PSS和SubPc之間。pentacene厚度為4 nm時(shí)，電池的短路電流密度得到最大的提升，從2.46 mA/cm2增大到4.23 mA/cm2，但是于此同時(shí)，開(kāi)路電壓從0.74 V降到了0.31 V，最后效率反而降低了。二、將pentacene作為SubPc和C60雙層結(jié)構(gòu)電池的中間插入層。隨著pent

4、acene厚度的增加，電池性能急劇下降，當(dāng)pentacene=6 nm時(shí)，能量轉(zhuǎn)換效率已不足0.01%。三、將pentacene和SubPc混合，作為給體材料。對(duì)比pentacene:SubPc/C60和pentacene:SubPc/SubPc/C60結(jié)構(gòu)的電池，結(jié)果顯示在混合給體材料和C60之間加入一層SubPc后，短路電流密度和開(kāi)路電壓都提高了，電池的性能得到全面改善，效率提高了46%。
　　第三部分，將和 SubPc具有同