基于CuPc/C60与Sb2Se3/C60的太阳能电池及超快光谱研究

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现代社会人们对能源的需求越来越多,同时环境保护的意识也越来越强,因此越来越需要洁净可持续的绿色能源。太阳能电池可以将取之不尽、用之不竭的太阳能转化为电能,因此受到了各国政府的重视。为了提高太阳能电池的性能,需要深入的理解器件内部的微观工作机制。本文利用超快瞬态光谱技术研究了CuPc/C60与Sb2Se3/C60异质结中光生载流子的生成和复合过程。本文首先研究了CuPc分子堆积方式对其光物理特性的影响。我们通过引入CuI缓冲层来把CuPc的堆积方式从“站立”变为“平躺”。结果表明“平躺”堆积的CuPc薄膜具有更高的光吸收系数和更长的激发态寿命。较长的激发态寿命增加激子或载流子的扩散长度,从而降低激子或载流子的复合几率。因此基于“平躺”式的CuPc的太阳能电池具有更好的性能。其次,我们还研究了有着良好应用前景Sb2Se3薄膜太阳电池。Sb2Se3是一种禁带宽度在1.10eV-1.20eV之间、吸光系数高达105cm-1的理想吸光层材料。我们首先采用真空蒸发工艺制备了Sb2Se3薄膜,并对其光吸收特性、晶体结构、拉曼特性进行表征,还利用超快瞬态吸收光谱研究了它的激发态特性。我们还制备出了结构为ITO/Sb2Se3/C60/AlQ/Al的太阳电池。
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