PEDOT:PSS的浓度与处理环境对有机物/硅纳米线杂合太阳能电池性能的影响研究

来源 :华南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cyx810625
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
硅纳米结构对太阳光谱具有较高的陷光能力和载流子收集特性。PEDOT∶PSS具有高透光性、可旋涂成膜,p型高导电聚合物,并且与硅材料不存在晶格失配问题等优点被广泛的应用于太阳能电池中。硅纳米结构/PEDOT∶PSS杂化太阳能电池不仅具有无机太阳能电池高的电子传输能力优势,而且具备有机太阳能电池高效的空穴传输能力的优势。近年来,科学家对硅纳米线(SiNWs)/PEDOT∶PSS杂化太阳能电池进行了深入的研究,从界面钝化、对聚合物表面改性等方面改善了电池效率,却没有发现从聚合物浓度角度改善太阳能电池性能的报道。本论文通过改变PEDOT∶PSS浓度和硅纳米线/PEDOT∶PSS杂合太阳能电池的制作环境来改善硅纳米线/PEDOT∶PSS杂合太阳能电池的电学性能并对其机理进行研究。具体研究如下:  (1)研究PEDOT∶PSS溶液浓度的改变对其电导率和成膜性的影响。通过旋转蒸发法改变PEDOT∶PSS溶液浓度。将不同浓度的PEDOT∶PSS溶液旋涂成膜,并测量了其透射-吸收光谱、膜厚以及方块电阻,通过以上参数计算了其电导率。为了进一步研究薄膜性能,对不同浓度的PEDOT∶PSS薄膜测试了AFM。结果发现,随着PEDOT∶PSS浓度的增加,薄膜的电导率逐渐增大。浓度增加,PEDOT纳米晶粒重排,结晶度增大,PEDOT链从盘绕结构向线型结构转变,形成了载流子的传输通道,有利于载流子的传输与收集。PEDOT∶PSS浓度为1.8wt%的溶液成膜性最好,且薄膜透射率较高,可以很好地应用于太阳能电池中。  (2)研究了浓度对硅纳米线/PEDOT∶PSS杂合太阳能电池性能的影响。结果显示,PEDOT∶PSS溶液浓度为1.8wt%的PEDOT∶PSS/SiNWs太阳能电池的电学性能最好,其中PCE为8.5%、Jsc为28.46mA/cm2、Voc为0.49V、FF为61%。因为浓度为1.8wt%的PEDOT∶PSS薄膜成膜性好,电导率大,同时其对硅纳米线的表面接触与覆盖最好,一方面,较为平坦的薄膜使得载流子传输路径变短,有利于载流子的的传输和收集。另一方面,若SiNWs顶部未被PEDOT∶PSS薄膜完全覆盖,漏出一定的SiNWs尖端,银栅电极直接与SiNWs接触,会造成大量的漏电流,不利于电池的效率。  (3)研究了制作环境对硅纳米线/PEDOT∶PSS杂合太阳能电池性能的影响。在空气和N2两种不同的环境中制作硅纳米线PEDOT∶PSS杂合太阳能电池,并对其电学性能进行测试对比。结果显示,最好的工艺条件为在N2环境中,静置2min,所制作的硅纳米线/PEDOT∶PSS杂合太阳能电池的电学性能最优(Voc为0.48V、Jsc为28.07mA/cm2、FF为60.14%、PCE为8.10%),比空气中静置2min的光电转换效率提高了25.58%。少子寿命测量结果表明,空气中少子寿命降低,氧气对硅表面有一定的氧化作用,在N2中减少了纳米线的表面氧化缺陷。另一方面,静置2min时,薄膜能充分的填充和覆盖硅纳米线,对于电子空穴对的分离与传输是非常有利的,提高电池的光电转换效率与填充因子。
其他文献
根据跨断层定点水准、基线观测资料和垂直形变的水准高程观测数据分析,黑孜尔断裂 F2定点水准的垂直位移量为 0. 14 mm/a,基线缩短量为 0. 48 mm/a,断层滑动角■≈37°,现今垂直形变速率为 0. 693 mm/a。结合地震活动和区域地质构造研究,认为黑孜尔断裂近期水平活动强度大于垂直运动强度,该区在未来1~3年内仍可能发生6级以上地震。
随着信息需求的爆发式的增长和信息社会的不断发展,对高信息密度、快速信息处理和高集成技术的要求越来越高。与电子器件相比,光子器件有着不可比拟的传输优势,即处理速度和传输
该文主要是研究基于人脸的正交图象来建立人脸的三维模型的方法.针对国内外人脸三维重建的研究现状,以及对现有的建模技术进行分析比较的基础上,该文采用基于VC++的OpenGL编
该文围绕博士点基金项目"基于信道宽度的光电成像系统性能评价方法研究",在总结人眼传递特性及其模型化的基础上,以人眼和光电成像系统所构成的综合系统为研究对象,对综合系
地球生命都是碳基生命rn自然界总共有100多种不同的原子,已知存在于生物体内的元素有几十种,除碳、氢、氧、氮外,还有许多矿质元素.但是,人们发现,构成蛋白质和遗传物质DNA的
常规潜艇因具有机动灵活、隐蔽性好和突击力强的特点,而受到世界各国海军的重视,我国安静性攻击型常规潜艇正在面世。但是,常规潜艇排水量小以及现代化先进技术和装备的应用,给常
本文通过对荣华二采区10
期刊
本文针对Wollaston棱镜型偏振干涉光谱仪,重点研究了干涉调制度、视场与光谱分辨率等关键性能及拓展技术,主要内容包括:  1.介绍光谱仪类型与偏振型光谱仪的研究进展,从应用需
纵观国内外多年冻土区的各种工程现状,片石气冷路堤作为主动降温,保护多年冻土的工程措施,在不同国家和不同地区、不同工程领域的不同冻土条件下进行过一些应用和研究,但都仅限于
光折变材料一直是体全息存储技术最重要的研究领域。近年来,有机存储材料由于具有动态范围大、存储非易失性、易于干处理等优点,已成为各国科学家研究的重点。但我国目前对有机