高效有机体相异质结太阳能电池的制备及优化

摘要

利用廉价材料制备低成本、高效能的太阳能电池一直是光伏领域的研究重点和难点。目前应用于地面的晶体硅电池生产工艺复杂、成本高、非柔性，使其应用受到了限制。有机导电聚合物的发现提供了新的制造廉价光伏电池的材料，使得研究、开发低成本柔性光伏电池成为可能。本论文选择成本低廉、性能优越的3-己基噻吩的聚合物(简称P3HT)和C60的衍射物(简称PCBM)作为研究对象，在大气条件下利用旋涂工艺制备了基于P3HT：PCBM.共混的体相异质太阳能电池，通过优化材料质量分数、匀胶旋速、光敏层退火温度等条件最终获得电池转化效率高达3.92％，开路电压为0.62V，短路电流密度为14.97mA/cm2，填充因子为42.21％。为推进有机电池量产化做出了贡献。另外，论文中还进一步研究了有机太阳能电池的老化现象，并得到了基于阿伦尼斯模型的有机太阳能电池加速系数，加速系数为134。