有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化光伏器件及其電極的修飾.pdf

1、由于能源的消耗，污染的加劇，對(duì)于可再生能源的研究是解決能源危機(jī)的有效途徑。目前為止，對(duì)于無(wú)機(jī)太陽(yáng)能的研究已經(jīng)取得了一定的成果，其性能穩(wěn)定，效率高，然而造價(jià)昂貴，工藝復(fù)雜;目前有機(jī)太陽(yáng)能的效率雖然不及無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池，然而具有造價(jià)低，無(wú)污染，能夠大面積生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，二者各有優(yōu)缺點(diǎn)。如果能夠把有機(jī)和無(wú)機(jī)材料的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，制造有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化太陽(yáng)能電池，那么必將成為研究的熱點(diǎn)。本論文主要研究?jī)?nèi)容分為三部分:
　　首先，我們制備了基于C60/

2、CuPc的倒置結(jié)構(gòu)有機(jī)太陽(yáng)能電池，并在生長(zhǎng)電池之前，利用磁控濺射在ITO襯底上濺射一層氧化鎵薄膜，用于修飾ITO襯底，通過(guò)生長(zhǎng)這層氧化鎵修飾層，制備的器件結(jié)構(gòu)為:ITO/Ga2O3/BCP/C60/CuPc/MoO3/Al倒置有機(jī)太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率提高了，并且短路電流和填充因子都有提高，有效的改善了電池的性能。最后通過(guò)優(yōu)化氧化鎵的厚度，使得效率提高了30％。
　　其次，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，碘化鉛是一種性能優(yōu)良的電子給體材料，制備了

3、基于PbI2的有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化太陽(yáng)能電池，器件結(jié)構(gòu)為:ITO/CuI/PbI2/C60/Alq3/Al和ITO/CuI/PbI2/PTCDA/Alq3/Al，其中C60和PTCDA在結(jié)構(gòu)中做的都是電子受體材料。之后我們對(duì)各層的厚度進(jìn)行了優(yōu)化，最終發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用C60作為電子受體材料時(shí)，器件的開(kāi)路電壓較高，這是由于C60的LUMO能級(jí)較高造成的，而由于C60對(duì)光的吸收較少，所以造成了較小的短路電流;當(dāng)用PTCDA作為電子受體材料時(shí)，由于它的吸光

4、系數(shù)大，使得器件的短路電流比較高，而開(kāi)路電壓比較小，是PTCDA的LUMO能級(jí)較低造成的，正好和C60結(jié)果相反。
　　最后，對(duì)于結(jié)構(gòu)為ITO/CuI/PbI2/C60/Alq3/Al結(jié)構(gòu)的有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化太陽(yáng)能電池，我們進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化。首先通過(guò)在PbI2和C60之間引入PbI2∶C60混合層來(lái)提高激子的解離效率，并且控制它們的速度之比，優(yōu)化出最佳摻雜比例的器件;其次對(duì)器件中的碘化鉛進(jìn)行加熱處理，改變碘化鉛薄膜的晶格結(jié)構(gòu)，提高空穴