导　　师： 彭小彬

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 化石燃料是不可再生能源,储量也是有限的。为了人类社会的可持续发展,急需开发出可替代化石燃料的能量获取技术,这种技术应是绿色环保与可再生的。太阳能就是其中一种有望替代化石燃料的能量来源。有机太阳电池和钙钛矿太阳电池是将太阳能转化为电能的一种装置,实现了对太阳能的捕获与转化还具有可打印加工,轻薄柔性,制造成本低等优势,随着研究的深入,有机太阳电池的光电转化效率已经突破13%,钙钛矿太阳电池的光电转化效率已突破22%,器件的寿命和稳定性也得到部分改善,商业化道路也越来越明朗。有机太阳电池和钙钛矿太阳电池的器件结构包括ITO,阳极界面,有机给受体活性层（或钙钛矿）,阴极界面和阴极,其中活性层（或钙钛矿）是整个太阳电池的核心,激子的产生与分离就发生在活性层部分;而界面材料的作用主要体现在修饰活性层与电极表面的缺陷,降低载流子提取势垒,促进各层之间形成欧姆接触等等。界面材料的好坏也会严重制约着有机太阳电池和钙钛矿太阳电池的寿命、稳定性与转化效率的提升。本文的工作主要是太阳电池阴极界面材料的设计与合成,并通过各种光学,电学等表征手段,来探讨阴极界面材料在太阳电池中的具体作用。在第二章中,我们设计并合成出一种以卟啉为核,以吡啶季铵盐为功能化基团的有机小分子m-PYBr ZnPor和m-PYIZnPor。卟啉具有很大的π共轭环,电子在分子内能够很好的发生离域,且卟啉环还具有4个可修饰位点和1个金属配位位点,因此具有广阔的研究与改进空间。我们将m-PYBrZnPor应用于钙钛矿太阳电池中,取得了不错的器件效率,对比常用材料BCP（2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲啰啉）,钙钛矿器件的光电转化效率（PCE）最高达到17.5%,获得12%的提升。经表征数据分析,器件效率的提高得益于卟啉吡啶季铵盐

关 键 词： 阴极界面材料 钙钛矿太阳电池 有机太阳电池

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