基于聚合物异质结的染料敏化太阳能电池研究硕士学位论文

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1、华侨大学硕士学位论文基于聚合物异质结的染料敏化太阳能电池研究姓名：岳根田申请学位级别：硕士专业：无机化学指导教师：吴季怀20100601论文摘要论文摘要聚合物太阳能电池(PSC)和染料敏化二氧化钛纳晶太阳能电池(DSSC)是近年来太阳能电池研究的热点。将聚合物电池的关键部件——聚合物异质结应用于染料敏化太阳能电池，该异质结既可代替染料敏化电池的液体电解质，也可部分替代染料敏化电池的染料，从而提高了电池的效率，简化制备工艺，降低了器件成本，具有重要意义。基于上述思路，本文组装了三种太阳能电池，研究材料制备、组成、结构和太阳能电池

2、光电性能的关系，获得较好的结果。本文的主要内容如下：第一章分别对染料敏化太阳能电池和聚合物太阳能电池作了综述，并对其基本结构和工作原理，以及影响因素进行了系统总结。第二章重点对异质结聚合物太阳电池的电池结构、制备流程、性能测试和表征方法进行系统阐述。第三章基于PCBM/P3HT异质结的染料敏化太阳能电池。以聚3–己基噻吩（P3HT）––和与C60的衍生物6,6–苯基–C61丁酸甲酯（PCBM）的异质结代替I/I3氧化还原电解质作为载流子传输介质，组装一种基于PCBM/P3HT异质结的染料敏化太阳能电池。并用SEM、UV-Vis

3、、IPCE等波谱技术对其复合膜作了表征。研究了PCBM/P3HT比例、光照时间和阻挡层对电池光电性能的影响。结果表明：PCBM和P3HT共混后，形成异质结体-2系，能隙变窄，共轭程度和导电性增强；加入阻挡层，在100mW·cm光照条件下，电池-2的短路电流为5.52mA·cm，光电转换效率为3.09％。––第四章基于PCBM/P3HT异质结的杂化太阳能电池。以PCBM/P3HT代替I/I3氧化还原电解质作为载流子传输介质并代替敏化染料，组装一种无染料无电解质的基于PCBM/P3HT异质结的杂化太阳能电池，并用UV-Vis、IP

4、CE、PL等波谱技术作了表征。研究了温度、阻挡层和PCBM/P3HT比例等对电池光电性能的影响。结果表明：PCBM和P3HT共混后，不但具有PCBM对紫外光的吸收特性，而且具有P3HT在可见光、近红外-2的吸收特性；加入阻挡层后的杂化电池在100mW·cm光照条件下，电池的短路电流为-25.47mA·cm，光电转换效率为2.97％。没有经过染料敏化的电池效率仅降低了3.3%，这表明，PCBM/P3HT异质结不仅具有载流子传输功能，还具有光敏化作用，简化了太阳能电池制备工艺，进一步降低电池的成本。I论文摘要第五章基于PCBM/P

5、3HT异质结的染料敏化柔性太阳能电池。相同条件下以柔性导电基体制备PCBM/P3HT异质结柔性太阳能电池，并用IR、UV-Vis等波谱技术对其复合膜作了表征，并研究了光照时间和PCBM/P3HT质量比对柔性太阳电池性能的影响。结果表明：聚合物柔性太阳电池光电转换效率达到1.43%，虽然和目前聚合物电池最高效率的5%和柔性的3%相比较低，但为柔性太阳能电池的研究提供了一条新的方法。关键词：聚合物太阳能电池；染料敏化太阳能电池；异质结；PCBM/P3HT；柔性电池IIAbstractAbstractPolymersolarcell

6、(PSC)andthedye-sensitizedTiO2nanocrystallinesolarcell(DSSC)aretheresearchhotspotinthefieldofsolarcellinrecentyears.Itisverysignificantthattheintroductionofthekeypartsofthepolymersolarcell,i.e.heterojunction,intothedye-sensitizedsolarcell,theheterojunction,asachargec

7、rriertransfermedium,notonlycanreplacetheelectrolyteinDSSC,butalsocanreplacethedyeinDSSC,therefore,theefficiencyofthesolarcellisimproved,thepreparationissimplied,anddevicecostisdecreased.Basedonthisidea,thethreekindsofsolarcellwithpolymerheterojunctionareassembled,an

8、dtheinfluenceofpreparationconditions,compositions,structureofmaterialsonthephotoelectricpropertiesofsolarcellisinvestigated.Themainlyresul