摘要：太阳能是一种清洁、无污染的是取之不尽,用之不竭的新能源。利用太阳能电池将太阳能直接转化为电能造福于人...太阳能是一种清洁、无污染的是取之不尽,用之不竭的新能源。利用太阳能电池将太阳能直接转化为电能造福于人类,成为各国科学界研究的热点和产业界的开发重点。迄今为止,作为将太阳能转换为电能的太阳电池器件已发展到第三代。目前,有机太阳电池器件量转化效率已经突破12%,面临的挑战是如何进一步改善器件性能,实现电池器件良好稳定性以及低成本制作。性能优良的阳极界面修饰有利于提高电池器件能量转化效率以及稳定性。溶液法制备MoO3阳极界面修饰层的使用有利于提高电池器件性能和器件制作成本。本论文从以下几方面开发高性能MoO3界面材料来调控有机/阳极界面特性:（I）开发可溶液加工、低温处理的MoO3阳极界面界面缓冲层,（II）开发有利于提高电极与光活性层兼容性的MoO3阳极界面层,（III）对MoO3阳极界面缓冲层进行掺杂。具体研究成果如下:（1）采用超声化学法合成过氧钼酸有机胶体,通过过氧钼酸有机胶体制备了非晶MoO3薄膜。对MoO3薄膜进行表征。发现在150℃退火时,非晶态MoO3薄膜具有良好的透光性,平整致密的表面形貌,以及匹配较好的能级结构。通过对薄膜热处理的退火温度进行优化,发现在150℃下热处理时器件性能最佳,基于非晶MoO3薄膜阳极界面层的P3HT:PC71BM电池器件的PCE为4.02%,VOC为0.59 V,JSC为10.70 mA cm-2,FF为63.7%,基于非晶MoO3薄膜阳极界面层的PTB7:PC71BM电池器件的PCE为8.46%,VOC为0.73,JSC为17.02 mA cm-2,FF为68.1%。通过比较基于MoO3和PEDOT:PSS作为阳极界面修饰材料的电池器件稳定性,MoO3作为阳极界面修饰材料能有效提高器件稳定性。（2）采用CTAB为修饰剂制备的CTAB修饰的MoO3薄膜具有良好表面形貌及电学结构。CTAB在热处理过程中的变化对CTAB修饰的MoO3薄膜影响明显。将CTAB修饰的晶态MoO3薄膜作为阳极界面修饰层应用在P3HT:ICBA电池器件和PTB7:PC71BM太阳电池器件中。发现在200℃下热处理时器件性能最佳,基于CTAB修饰的晶态MoO3薄膜阳极界面层的P3HT:ICBA电池器件和PTB7:PC71BM电池器件性能高于对应基于PEDOT:PSS界面层的电池器件。同时,MoO3作为阳极界面修饰材料能有效提高器件稳定性。（3）通过溶液法制备的Ag掺杂MoO3作为本体异质结太阳电池的阳极界面修饰层,应用于聚合物料体系P3HT:ICBA电池器件上。基于Ag掺杂MoO3阳极界面修饰层的P3HT:ICBA电池器件性能明显高于未掺杂MoO3阳极界面修饰层的P3HT:ICBA电池器件性能。基于Ag掺杂MoO3阳极界面修饰层的P3HT:ICBA电池器件性与掺杂浓度密切相关。掺杂浓度从0.1%增加到1.5%的过程,器件的开路电压没有明显的变化,填充因子以及短路电流密度均均出现先增后减,在掺杂浓度从0.8%时电池器件性能最佳。更多还原显示全部
