体异质结聚合物太阳能电池的研究

【摘要】近些年来,有机太阳能电池的发展突飞猛进,基于良好的柔韧性、低成本和等优势,在光伏领域具有较大的优势,成为研究的重点。针对目前研究中存在的问题和难点,本论文从以下几个方面做了简要的探索。首先,分析了太阳能电池的等效电路模型中存在的缺陷,提出了双二极管电路模型；在此模型的基础上,通过数值模拟,研究了等效串联电阻、等效并联电阻以及二极管反向饱和电流等因素与器件性能之间的内在联系。结果表明,器件的短路电流仅受到等效串联电阻的影响,而开路电压主要受到器件并联电阻、反向饱和电流的影响,与等效串联电阻关系不大。其次,分别研究了溶剂性质、聚合物质量比、膜厚以及退火等对器件性能的影响。实验表明：氯苯溶剂的溶解度和挥发性适中,溶质质量比为1：0.8,旋涂速度为800rpm,30s,经过140℃,10min退火后,制备的器件性能最优。此外,溶剂处理会较大程度的提升器件的性能。再次,通过电化学沉积的方法制备了NiOx薄膜材料,研究了溶液性质和沉积电压对沉积薄膜的影响。实验表明,电解液的PH值处于3-6之间,金属电沉积才可能发生；电解液浓度越大,沉积电压越高,沉积的薄膜颗粒越小,分布越密集。最后,研究了缓冲层对器件性能的影响。分别分析了NiOx薄膜、NPB材料作为器件阳极缓冲层,BCP材料作阴极缓冲层对器件性能的影响。结果表明,NiOx薄膜和NPB材料是较好的空穴传输材料,都能有效的降低阳极界面附近的电子漏电流；而BCP材料作为电子传输层,降低阴极空穴漏电流的同时,还可以起保护活性层的作用。
【作者】申智利；
【导师】刘肃；
【作者基本信息】兰州大学，微电子学与固体电子学，2014，硕士
【关键词】电路模型；电化学；NiO_x薄膜；NPB材料；BCP材料；缓冲层；

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