低能带隙聚合物的光伏性能研究

低能带隙聚合物的光伏性能研究

摘 要: 随着全球能源需求量的逐年增加，对可再生能源的有效利用成为亟待解决的问题。而作为能够最有效开发和利用太阳能的光伏材料应用在太阳能电池上是其实现的有效途径,并引起世界各国人们的极大重视。聚合物光伏材料易于制备及纯化，具有柔性、质轻、工艺简单易大量大面地生产、根据需要进行化学修饰、并且表现出了高的开路电压（可大于2V）等优点。能带隙控制工程的应用，研究新型的低能带隙聚合物给体，选择不同能带隙的聚合物共混以期达到与太阳光谱的完美匹配，进而提高光吸收及光富集效率成为了研究热点。本论文合成了两种聚噻吩次甲基低能带隙聚合物，研究它们分别同PCBM及MEH-PPV构成本体异质结器件的性能。

关键词:低能带隙聚合物;光伏性能

目   录

中文摘要 I

英文摘要 II

目录 III

1. 绪论 1

1.1概述 1

1.2基本的物理概念 2

1.2.1电荷的传输及迁移 2

1.2.2光物理 4

1.2.3光伏效应 4

1.2.4光子的吸收 5

1.2.5激子的形成及分裂(光诱导的电荷转移) 5

1.2.6电荷的传输与收集 7

1.3聚合物太阳能电池 8

1.4低能带隙聚合物 9

1.4.1能带 9

1.4.2低能带隙聚合物的原理 10

1.4.3低能带隙聚合物的现状 10

      1.5器件构型 11

         1.5.1单层器件构造 12

         1.5.2双层P/N结器件 12

         1.5.3本体异质结器件 12

2. 实验部分 13

2.1实验原料和试剂 13

2.1.1主要仪器和设备 13  

2.2聚噻吩次甲基系列聚合物的合成与表征 14

3. 结果与讨论 15

3.1器件性能表征 15  

3.1.1PTBBQ的表征 15

3.1.2热分析 16

3.1.3紫外和荧光分析 17  

3.2光伏性能 18

3.2.1PTNBQ与PTBBQ作为给体同PCBM构成本体异质结器件 18

3.2.2PTNBQ与PTBBQ作为受体同MEH-PPV构成异质结器件 21

4．总结与展望 25

4.1总结 25

4.2展望 25

   4.2.1聚合物光伏太阳能电池的发展趋势与展望 25

   4.2.2今后聚合物光伏太阳能电池的研究重点及发展趋势 26

   4.2.3聚合物太阳能电池的前景展望 27

致谢 28

参考文献 29