【摘 要】
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有机光伏电池由于潜在成本低廉和易于大面积加工等优点,受到人们的广泛关注。本论文主要以酞菁锌/富勒烯体系为研究对象,利用有机异质结和弱外延生长方法,改善器件结构,提高
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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有机光伏电池由于潜在成本低廉和易于大面积加工等优点,受到人们的广泛关注。本论文主要以酞菁锌/富勒烯体系为研究对象,利用有机异质结和弱外延生长方法,改善器件结构,提高薄膜质量和载流子迁移率,从而提高有机光伏电池的能量转换效率。
1、采用有机异质结作为叠层有机光伏电池的中间层,研究了不同异质结作为中间层对器件性能的影响并最终确定SnCl2Pc/F16CuPc/ZnPc三层有机异质结薄膜作为叠层电池的中间层。测试不同温度下ZnPc/F16CuPc有机异质结二极管的电流-电压曲线,证明该有机异质结中存在隧穿效应。有机异质结中累积大量自由载流子是隧穿效应发生的因为。
2、在不同的诱导层上沉积ZnPc薄膜并在此基础上制备ZnPc/C60有机光伏电池。实验结果表明诱导层的能级和ZnPc在诱导层上的生长的薄膜形貌是决定电池性能的两个主要因素。在BP2T诱导层上制备的光伏电池能量转换效率超过3％。弱外延生长ZnPc薄膜中高载流子迁移率和少的陷阱浓度是电池性能提高的主要因为。高温衬底沉积ZnPc:C60可以获得更好的体异质结结构,从而进一步提高电池效率。
3、分别制备了含有PbPc和C60微-纳米晶粒的光伏电池。PbPc晶粒可以增加电池的短路电流,C60晶粒可以形成垂直结构的体相异质结。微-纳米晶粒的高度是决定器件性能关键参数,较高的晶粒会使后续材料沉积中形成针孔,降低电池性能。
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