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有机光伏(OPV)电池具有成本低,轻便,可弯曲,制备工艺简单等优点,有望成为未来的一种新型绿色能源。不过目前有机光伏电池的光电转化效率与无机PV电池相比仍然较低,因此需要对OPV电池进行深入的研究。OPV电池的界面层修饰是提高OPV电池性能的比较简单的途径。本论文主要工作是研究基于阳极界面层修饰的OPV电池的结构设计及其性能,主要包括以下内容:(1)制作了基于Sub Pc为受体,rubrene为给体的平面异质结OPV器件。因为rubrene的HOMO能级与Sub Pc的LUMO能级差比较大,所以该电池的开路电压很大,最大的开路电压可以达到1.45 V。器件的性能强烈的依赖于rubrene的厚度,当rubrene的厚度为5 nm时器件的性能最佳,经过优化的器件的效率可达2.52%,并且器件的稳定性也高于基于C60受体的器件。(2)采用电子传输层(ETL)和空穴传输层(HTL)构筑了有机双层复合阳极界面层,并将其应用于结构为ITO/Cu Pc/C60/Bphen/Al的平面异质结OPV器件,发现器件的光电转化效率得到改善。当采用3 nm F16Cu Pc和3 nm TAPC作为复合界面层时,器件获得了1.64%的效率,是没有阳极界面层的器件的1.64倍,是只有TAPC界面层的器件的2.98倍。研究表明器件的空穴收集过程是一个复合过程,即来自ITO的电子与来自给体的空穴在ETL/HTL界面层处复合;同时复合界面层的性能与ETL的LUMO能级与HTL的HOMO能级之差有关,当差值为0.6 e V时性能最好。(3)采用Sub Pc作为低浓度给体掺杂体异质结OPV电池阳极界面层,其器件结构为ITO/Mo O3/Sub Pc/C60:5wt%TAPC/BCP/Al。当Sub Pc厚度为5 nm时,器件获得了3.75%的效率,比无Sub Pc界面层的器件的效率高35.4%,同时器件开路电压也得到提高。研究发现,优化器件的光谱响应中并没有来自Sub Pc的响应,而来自于C60的响应却得到显著提高。研究表明器件性能的改善是由于Mo O3与Sub Pc相互作用提高了器件的内建电场。