【摘 要】
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随着化石燃料逐渐枯竭,太阳能作为可再生能源成为人们关注的重点。而共轭聚合物是制作光伏电池的重要材料,其具有较强的吸电子性。目前将共轭聚合物作为电子给体材料,与电子
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随着化石燃料逐渐枯竭,太阳能作为可再生能源成为人们关注的重点。而共轭聚合物是制作光伏电池的重要材料,其具有较强的吸电子性。目前将共轭聚合物作为电子给体材料,与电子受体材料共混后所制成的光伏电池转换效率仍然不高。而通过调整电池结构,使给受体发生层状相分离形成相间排列的结构,能够提高激子的分离效率。本实验选取了两种常用的电子给受体材料聚3-己基噻吩(P3HT)和[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM),使用定向附生结晶的方法来调控其结构。1.1,3,5-三氯苯(1,3,5-TCB)能够诱导P3HT形成取向结构,而对PCBM并无诱导作用。使用1,3,5-TCB分别诱导P3HT和PCBM薄膜,结合偏光显微镜(POM),原子力显微镜(AFM)和透射电子显微镜(TEM)等表征手段可以发现:P3HT在TCB上由于晶格匹配的作用,形成了大量取向片晶,其c轴平行于TCB晶体的c轴。而同样条件下处理的PCBM薄膜则没有发生晶体取向,使用AFM观察到了许多其聚集而成的颗粒状结构。2.P3HT/PCBM共混物在质量比为1:1时诱导得到的相分离结构最理想。当共混物中P3HT与PCBM的混合比例发生变化,诱导后的样品形态结构也有很大差别。当质量比为1:1时给受体形成了相间排列的相分离结构,最为理想。3.退火对P3HT/PCBM共混薄膜的影响。改变退火温度以及退火时间,发现在150℃退火30min薄膜的形态结构变化较大。退火后可以观察到PCBM结构的尺寸有所增大,由原来的100 nm增大到了 200 nm左右。并且由于P3HT与PCBM表面能的不同,在退火过程中,PCBM会向表面能高的部位移动,在薄膜与基底接触的下表面集聚。
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