聚合物-染料復(fù)合結(jié)構(gòu)光伏特性的研究.pdf

1、有機(jī)光伏器件效率較低的一個(gè)主要原因就是對(duì)太陽(yáng)光的吸收譜較窄。因此，在以PPV衍生物與富勒烯及其衍生物的摻雜體系為功能層的光伏器件中，我們通過(guò)復(fù)合染料來(lái)拓展器件吸收譜，以此提高光生載流子的產(chǎn)生幾率，使光伏器件的性能得到提高。 本論文中，我們利用酞菁類(lèi)染料作為其復(fù)合材料，采用聚合物/染料共摻制備復(fù)合薄膜光伏器件以及聚合物/染料分層制備層疊光伏器件這兩種器件結(jié)構(gòu)，通過(guò)優(yōu)化摻雜比例和功能層的膜厚，使器件的性能都得到了有效的提高。

2、 同時(shí)，在染料敏化納米晶TiO2太陽(yáng)能電池(DSSC)中，為了解決其中液態(tài)電解質(zhì)帶來(lái)的諸多問(wèn)題，我們研究了以聚合物MEH-PPV或有機(jī)小分子CuPc為固態(tài)電解質(zhì)的DSSC電池，即染料敏化異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池(DSH)。 1)分別研究了酞菁氧鈦(TiOPc)以不同的質(zhì)量比例共摻對(duì)單層MEH-PPV光伏器件和MEH-PPV:C60體異質(zhì)結(jié)型光伏器件性能的影響。共摻TiOPc都拓寬了原器件對(duì)可見(jiàn)光的吸收譜。MEH-PPV與TiOPc在其最

3、佳共摻比例1:2(wt)時(shí)，器件短路電流密度Jsc和轉(zhuǎn)化效率η分別比無(wú)TiOPc摻入的原器件提高了約40％和60％；同時(shí)，Voc也有不同程度的提高。而MEH-PPV:C60與TiOPc在其最佳共摻比例1:5(wt)時(shí)的器件，其Jsc和η則分別比原器件提高了約70％和90％。 2)分別研究了蒸鍍不同厚度酞菁銅(CuPc)層對(duì)MEH-PPV:PCBM以及MEH-PPV:C60兩種體異質(zhì)結(jié)型光伏器件性能的影響。蒸鍍一定厚度的CuPc，

4、同樣能夠拓展原器件對(duì)可見(jiàn)光譜的覆蓋。兩種器件都在CuPc厚度為8nm時(shí)性能最佳，相比于無(wú)CuPc層的原器件，MEH-PPV:PCBM復(fù)合體系的Jsc和η都提高了約80％；MEH-PPV:C60復(fù)合體系的Jsc和η則分別提高了約150％和175％。 3)通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：以MEH-PPV為空穴傳輸層的DSH電池，在空穴傳輸層厚度為80nm時(shí)器件性能最優(yōu)：Jsc，Voc和η分別為3.85mA/cm2，0.96V和1.34％；而以Cu