【摘 要】
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有机太阳能电池拥有轻便的重量、制备简单、低廉的成本、可制备成柔性器件等优点而得到好多研究者的关注。有机太阳能电池可以通过以下几个方面来进行改善:通过合理地选择并使用添加剂、优化器件的结构、合成更佳的的给、受体材料、修饰界面之间的能级等来改善。界面传输层(包括空穴传输层及电子传输层)作为有机太阳能电池中一个重要的组成部分,它的存在有利于有机活性层和电极之间载流子有效地传输,减少光吸收的损失。界面层材
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有机太阳能电池拥有轻便的重量、制备简单、低廉的成本、可制备成柔性器件等优点而得到好多研究者的关注。有机太阳能电池可以通过以下几个方面来进行改善:通过合理地选择并使用添加剂、优化器件的结构、合成更佳的的给、受体材料、修饰界面之间的能级等来改善。界面传输层(包括空穴传输层及电子传输层)作为有机太阳能电池中一个重要的组成部分,它的存在有利于有机活性层和电极之间载流子有效地传输,减少光吸收的损失。界面层材料主要包括有机界面修饰材料、金属氧化物等。NiO、V2O5、MoO3、WO3等金属氧化物都被广泛地用作阳极界面材料,但这些氧化物主要通过真空沉积技术制备,这与有机太阳能电池的低成本优点相违背。而用溶液法制备复合金属氧化物薄膜,操作简单并且成本低,同时复合金属氧化物可以降低禁带宽度,可以提供太阳能电池的光电性能。基于以上论点,本论文主要研究了用溶液法制备复合金属氧化物WO3-MoO3、MoO3-V2O5、V2O5-CuO薄膜分别作为空穴传输层(hole transporting layer,HTL,又称作阳极界面层)材料对有机太阳能电池的影响。论文的内容主要包括为以下3个部分:1.以偏钨酸铵((NH4)6H2W12O40)和钼酸铵((NH4)6Mo7O24)为原料合成了复合金属氧化物WO3-MoO3,并将其作为阳极界面材料。分别对反应物原料的质量比、前驱体浓度、旋涂速度与时间、处理阳极缓冲材料的方式进行研究。当用7:3(质量比,w/w)的偏钨酸铵和钼酸铵,制备成浓度为1 mmol/l的溶液、以3000 rpm,30 s进行旋涂时,其电池的功率转化效率达到3.76%。2.以乙酰丙酮钼(C10H14MoO6)和乙酰丙酮钒(C15H21O6V)为原料合成复合金属氧化物MoO3-V2O5,作为阳极界面材料。当反应物原料的质量比为9:1,制备成浓度为5 mg/ml的溶液、以4000 rpm,40 s进行旋涂时,其功率转化效率达到4.05%。3.以乙酰丙酮钒(C15H21O6V)和乙酰丙酮铜(C10H14CuO4)为原料合成复合金属氧化物V2O5-CuO,同样作为阳极界面材料。当反应物原料的质量比为7:3制备成浓度为15 mg/ml的溶液、以3500 rpm,35 s进行旋涂时,其功率转化效率达到4.21%。复合金属氧化物V2O5-CuO在聚合物太阳能电池中作为空穴传输层,有一定的应用前景。结果表明,复合金属氧化物WO3-MoO3、MoO3-V2O5、V2O5-CuO作为空穴传输层时,都有利于有机活性层和电极之间电流有效地传输,减少光吸收的损失。
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