电沉积制备聚噻吩有序微结构及有机太阳能电池

【摘要】： 能源问题是当今社会面临的重要问题之一。随着化石型资源的逐渐枯竭,寻找一种新型的能量来源成为科学研究的热点问题。目前,太阳能电池,特别是有机太阳能电池由于其潜在的应用价值已经获得了广泛的关注。本论文中,我们以电化学沉积技术为切入点,首先研究了电化学沉积制膜技术,通过控制实验条件实现了导电聚合物聚噻吩表面形貌的控制,研究了表面形貌对其亲疏水性质的影响。然后利用聚苯乙烯胶体晶体模板的物理限域作用制备了聚噻吩/聚苯乙烯复合微球、聚噻吩多孔微球和聚噻吩反相大孔膜,为下一步在微纳米加工、高效光电器件的制备等方面奠定了基础。然后,我们利用电化学沉积技术和旋涂技术相结合的两步法制备了具有双层异质结结构的聚合物太阳能电池,并对器件结构和性能进行了优化,从而发展了一条制备聚合物太阳能电池的新方法。最后,采用具有类似“蛾眼”有序微结构的石英玻璃为基底,我们制备了具有较高光电转换效率的聚合物太阳能电池。通过研究证实表面带有有序微结构的石英玻璃能够有效提高入射光的透过率、太阳能电池的光生电流密度和光电转换效率。该研究提供了一种优化器件结构,提高器件吸光效率和光电转换效率的简便方法。