PIN結(jié)構(gòu)有機(jī)太陽能電池的研究.pdf

1、與傳統(tǒng)的硅基和化合物太陽能電池相比，有機(jī)太陽能電池有許多很有潛力的優(yōu)勢。例如：制備簡易、可大面積成膜。廉價(jià)尤其是有機(jī)太陽能電池的柔性，成為新一代太陽能電池的研究熱點(diǎn)。在器件結(jié)構(gòu)的發(fā)展過程中，經(jīng)歷了從單層膜結(jié)構(gòu)到異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)再到多層器件結(jié)構(gòu)的過程，其中體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)太陽能電池的優(yōu)勢尤為引人注目。 PIN結(jié)構(gòu)有機(jī)太陽能電池繼承了一般太陽能電池的優(yōu)點(diǎn)，而它的光電轉(zhuǎn)換效率卻高于同類電池。PIN結(jié)構(gòu)太陽能電池通過提高太陽光吸收效率，增加激子的

2、分離效率，良好的載流子傳輸層輸運(yùn)能力以及電極修飾來提高太陽能電池器件的光電轉(zhuǎn)換效率。 本文制備了一種ITO/CuPc/CuPc：C60/Alq3/Al結(jié)構(gòu)的PIN有機(jī)太陽能電池，采用Cu-phthalocyanine(CuPc)和fullerene(C60)的共混層作為光激發(fā)層，采用CuPc和Alq3作為空穴傳輸層和電子傳輸層。利用真空蒸發(fā)鍍膜法制備各層有機(jī)薄膜，并用紫外可見吸收光譜、原子力顯微鏡、熒光發(fā)射光譜以及I-V曲線來表

3、征器件性能。 1.研究了PN結(jié)構(gòu)器件與PIN器件結(jié)構(gòu)太陽能電池的性能比較，分析了I層作為吸收陽光和拆分激子的作用。 2.研究了器件的光吸收層、電子傳輸層、空穴傳輸層的膜厚參數(shù)對光吸收情況、開路電壓、短路電流密度和能量轉(zhuǎn)換效率產(chǎn)生的影響。結(jié)果表明：當(dāng)器件光吸收層、電子傳輸層、空穴傳輸層的厚度分別為15nm、30nm、40nm時(shí)，器件的性能達(dá)到最優(yōu)化。 3.研究了器件的兩種界面修飾：在薄膜蒸發(fā)之前用紫外光照射ITO玻