烷基二硫醇摻雜提高窄帶隙聚合物第1頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月目錄研究背景及意義01研究原理及現(xiàn)狀02科研思路及實驗方法03結果與討論04第2頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月研究背景及意義高電荷分離效率可溶液中加工低制造成本可涂覆與柔性基板第3頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月薄膜太陽能電池：無機柔性太陽能電池

染料敏化柔性太陽能電池

聚合物/有機柔性太陽能電池CIGS、CdTe、ZnS、FeCuS2共軛聚合物/富勒烯第4頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月有機太陽能電池作為一種新型的電池，以其獨有的特點，不斷的吸引著更多的人投入到這個領域的研究和開發(fā)中來。其發(fā)展速度之快也得益于其獨有的優(yōu)點和特性。化合物分子可設計性材料輕便制造加工成本低樣式多樣化便于制造大面積柔性電池第5頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月當然目前來看有機太陽能器件仍有不少缺點材料遷移率低，高體電阻，從而導致能量轉換率低。材料穩(wěn)定，耐久性不夠好，電池壽命短。當然從目前世界上有機太陽能研究的狀況來看雖然存在這些缺點，但是相對于制造無機電池的高昂代價來講，無機太陽能的研究仍舊有很強大的生命力。第6頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月研究現(xiàn)狀有機太陽能電池是一種正在進行研究的新型電池。有機太陽能電池這個概念貌似很新，但其實它的歷史也不短——跟硅基太陽能電池的歷史差不多。

第一個有機光電轉化器件是由Kearns和Calvin在1958年制備的，其主要材料為鎂酞菁(MgPc)染料，染料層夾在兩個功函數(shù)不同的電極之間。在那個器件上，他們觀測到了200mV的開路電壓，光電轉化效率低得讓人都不好意思提。第7頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月

1986年，柯達公司的鄧青云博士.光電轉化效率達到1％左右。時至今日這種雙層膜異質結的結構仍然是有機太陽能電池研究的重點之一。

1992年，土耳其人Sariciftci發(fā)現(xiàn)，激發(fā)態(tài)的電子能極快地從有機半導體分子注入到C60分子而反向的過程卻要慢得多1993年，Sariciftci在此發(fā)現(xiàn)的基礎上制成PPV/C60雙層膜異質結太陽能電池。此后，以C60為電子受體的雙層膜異質結型太陽能電池層出不窮。研究人員在此類太陽能電池的基礎上又提出了一個重要的概念：混合異質結(體異質結)第8頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月體異質結太陽能電池：施主材料和受主材料的界面不在是界面，它們混在一起形成復雜的界面施主材料：給出電子、吸收空穴、共軛聚合物受主材料：吸收電子、給出空穴、富勒烯施主材料受體材料第9頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月第10頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月1、電子給體吸收光子形成激子2、激子擴散到給體/受體界面上3、在界面上激子分離為自由電子和空穴4、自由載流子在內建電場作用下移動到兩個電極上。

第11頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月研究現(xiàn)狀1.有機材料的吸光能力--------迄今最有效的體相異質結采用P3HT和C61-PCBM存在問題：P3HT和C61-PCBM吸光光譜較窄2.載流子遷移效率----------過去幾十年，利用后續(xù)熱處理控制體相異質結形貌來提高轉換效率，退火的應用允許材料進行重新的組織形成一定的晶態(tài)和良好的雙聯(lián)通結構，進而改善遷移率存在問題：有可能熱處理無效第12頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月科研思路及實驗方法有機材料的選擇：給體材料：P3HTPCPDTBT受體材料：C61-PCBMC71-PCBM調查使用穩(wěn)定烷鏈硫醇金納米粒子在聚合物太陽能電池中的應用，發(fā)現(xiàn)加入少量烷基硫醇，可以改善P3HT/PCBM的相分離---------提供不需要熱處理就可以控制體相異質結材料形貌的可能性改進改進科研思路第13頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月實驗方法ITOglasssubstratPCPDTBT/C71-PCBMITOglasssubstratPCPDTBT/C71-PCBMAL10mg/mlPCPDTBT20mg/mlC71-PCBM24mg/ml不同烷基二硫醇溶于氯苯ITOglasssubstrat第14頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月表征：1：紫外可見光吸收光譜、紅外光譜和拉曼光譜2PCPDTBT:C71-PCBM器件的I-V特征圖譜3a.光電轉換效率圖譜b.PCPDTBT:C71-PCBM器件的I-V特征圖譜4AFM觀察形貌第15頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月紫外-可見光吸收光譜PCPDTBT/C71-PCBM1,8-辛基二硫醇1,6-己基二硫醇1,4-丁基二硫醇1,3-丙基二硫醇第16頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月紅外光譜與拉曼光譜表征結果表明室溫下，真空干燥十分鐘后，膜上無醇硫殘留。第17頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月PCPDTBT/C71-PCBM器件I-V特征圖譜PCPDTBT/C71-PCBM1,4-丁基二硫醇1,6-己基二硫醇1,8-辛基二硫醇第18頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月PCPDTBT/C71-PCBM光電轉換效率圖譜退火處理的P3HT/C61-PCBMPCPDTBT/C71-PCBM1,8-辛基二硫醇參考圖譜未退火的P3HT/C61-PCBM第19頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月PCPDTBT/C71-PCBM器件I-V曲線1,8-辛基二硫醇未摻雜第20頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月XRD譜圖未經(jīng)硫醇處理和經(jīng)過硫醇處理的PCPDTBT/C71-PCBM混合物都沒有結晶的跡象。因此效率的提高有可能是由于異質結處形貌的變化導致載流子產(chǎn)生效率和載流子的壽命提高。第21頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月PCPDTBT/C71-PCBM膜AFM形貌圖譜1,8-辛基二硫醇1,6-己基二硫醇1,4-丁基二硫醇1,9-壬二硫醇無添加第22頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月總結研究預測通過改善活性層形貌，PCPDTBT基器件能顯著提高電流量和填充因子。在熱處理已經(jīng)對異質結太陽能電池的形貌不起作用時，現(xiàn)在提供了一種操作簡單的改變異質結形貌的方法。通過在窄能隙聚合物和富勒烯衍生物的旋