發(fā)布時(shí)間：2024-12-08 22:59

　　以化石能源為主的能源消耗結(jié)構(gòu)正逐步引起全球氣候變化、環(huán)境污染以及生態(tài)破壞等問(wèn)題。在過(guò)去的幾十年中,風(fēng)能、潮汐能以及太陽(yáng)能等清潔能源成為科學(xué)界與工業(yè)界的研究熱點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì),每年輻射到地球陸地表面的太陽(yáng)能是地球煤炭總儲(chǔ)備能量的30倍,被認(rèn)為是理想的下一代能源。作為第三代薄膜太陽(yáng)能電池的代表,體異質(zhì)結(jié)有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池所具有的質(zhì)量輕、低成本、低毒、易于通過(guò)旋涂和噴墨打印等方式大面積制備的優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池以及有機(jī)-無(wú)機(jī)混合鈣鈦礦太陽(yáng)能電池?zé)o法取代的。隨著人們對(duì)聚合物太陽(yáng)能電池中光電轉(zhuǎn)換過(guò)程的深入理解以及在材料設(shè)計(jì)上的不斷探究,眾多結(jié)構(gòu)新穎、性能優(yōu)異的器件被開(kāi)發(fā)出來(lái)。這其中,對(duì)活性層及界面性質(zhì)的調(diào)控是改善載流子產(chǎn)生、傳輸、收集進(jìn)而提升器件性能的重要手段。在給受體共混的本體異質(zhì)結(jié)活性層中,光生激子在給受體界面處發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移并激子解離,形成的自由電子(空穴)沿著受體(給體)傳輸,并最終分別被電池的電極收集。因此,通�；钚詫拥牟牧闲枰�有較高的遷移率來(lái)保證光生載流子可以有效的向各自的電極輸運(yùn)。同時(shí),器件內(nèi)部尤其是富勒烯基活性層內(nèi)部存在電子與空穴輸運(yùn)的不平衡問(wèn)題,這會(huì)引起空間電荷積累。此外,在整個(gè)...

【文章頁(yè)數(shù)】：113 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．丨２０１７年國(guó)際能源消耗量分布圖??太陽(yáng)能是地球上最主要的自然能源形式，它提供了植物光合作用所必須的能量，??

以煤、石油、天然氣等為主的化石能源一直是人類獲取能量的主要來(lái)源。國(guó)際能??源署最新的報(bào)告指出，２０１７年，全球每年消耗的能源量高達(dá)１５６０００?ＴＷｈ，其中消耗??量最大為亞洲地區(qū)，尤其是在中國(guó)⑴（圖１．１）。隨著全球工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展與能源??消耗量的持續(xù)增長(zhǎng)，這種強(qiáng)烈依賴于化石....

圖１．２國(guó)際能源使用情況展望??

但是有機(jī)光伏器件相對(duì)于無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池來(lái)說(shuō)幾乎沒(méi)有商業(yè)化。美國(guó)戰(zhàn)略與國(guó)際??研宄中心最新的報(bào)告預(yù)計(jì)，到２０４０年可再生能源的消耗量接近１２９?Ｑｕａｄｒｉｌｌｉｏｎ?Ｂｔｕ，??占全球能源消耗總量的１７．４％?（圖１．２）。這就意味著全球大概需要ｌＯＯＯＯＯＫｍ２的光??伏電池來(lái)滿....

圖１．３?（ａ）單層平面；（ｂ）雙層平面異質(zhì)結(jié)和（ｃ）體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)器件??

或者聚合物內(nèi)的單－雙鍵或者單鍵－三鍵相互交替的結(jié)構(gòu)。這些７１共軛材料的基本構(gòu)成??為碳，其基態(tài)的電子排布為ｌｓ２２ｓ２２ｐ２。根據(jù)分子軌道雜化理論，碳的２ｓ和２ｐ軌道分??別可雜化成ｓｐ，ｓｐ２和ｓｐ３軌道。圖１．４分別為乙炔、乙烯和甲烷的ｓｐ，?ｓｐ２和ｓｐ３軌道??雜化。??....

圖１．４?（ａ）乙炔的ｓｐ軌道雜化；（ｂ）乙烯的ｓｐ２軌道雜化；（ｃ）甲烷的ｓｐ１軌道雜??化??．，

個(gè)ｓｐ３雜化軌道，１０９．５°夾角。每個(gè)碳ｓｐ３雜化軌道與復(fù)原子ｂ軌道重疊形成碳?xì)洌徭I。??７１鍵可以離域７Ｔ電子，這些離域電子的存在使得７１共軛聚合物和一些小分子具有??半導(dǎo)體特性。如圖１．５所示，７Ｔ鍵與２ｐｚ軌道結(jié)合，形成一個(gè)成鍵７１軌道和一個(gè)反鍵７１??軌道。根據(jù)泡利不相....

本文編號(hào)：4015142