全聚合物太阳能电池的制备及形貌调控开题报告

 2022-01-11 19:10:30

全文总字数:4559字

1. 研究目的与意义(文献综述)

全球能源需求的持续增长,再加上无处不在的以化石燃料为基础的能源所排放的大量污染性温室气体,迫切需要发展环保型替代能源。 因此,在过去的三十年中,广泛的研究见证了光伏能源的发展,作为解决世界能源供应问题的一种有前途的方法。 近年来,有机光伏作为的一种经济的可再生能源,已受到研究界的越来越多的关注,这归因于其具有重量轻和使用卷对卷印刷技术在塑料基板上进行大面积生产的独特优势。

有机薄膜光伏,尤其是基于非富勒烯体系的薄膜光伏,是化学与材料科学领域的热点研究方向。新材料的开发与器件的优化,不断推动器件性能的发展,迄今已实现超过17%的能量转化效率,接近应用水平。中国在此研究领域已经走在了世界的最前列,国内多个课题组在有机太阳能电池的研究中取得了快速发展。

全聚合物体系因其溶液黏度高,机械性能好,结晶性较小和分子作用力弱等特点非常适用于印刷器件的制备。目前大多数的研究采用旋涂方法制备活性层薄膜,该过程在物理本质上极大地区别于工业印刷,尤其是在形貌调控及其对应的光电转化过程中,造成薄膜形貌与器件性能在本质上的区别。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容:

(1) 文献调研,了解国内外相关研究概况和发展趋势,了解选题与社会、健康、安全、成本以及环境等因素的关系。

(2)设计不同的处理工艺优化活性层表面形貌,能用光学显微镜、afm、sem 等观察形貌。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-8周:总结文献中全聚合物太阳能电池的材料体系,器件结构,效率进展。

第9-12周:总结全聚合物太阳能电池性能偏低的原因,并设计提高手段。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] z. genene, w. mammo, e. wang, m. r. andersson. recent advances in n-type polymers for all-polymer solar cells[j]. adv. mater. 2019, 31, e1807275.

[2] x. zhao, c. ge, x. xu, j. huang, x. yang, q. peng, w. s. li, x. gao. dithieno[3,2-a:30,20-j][5,6,11,12]chrysene diimides: a versatile electron-deficient building block for polymeric semiconductors [j]. chem. commun. 2019, 55, 10234.

[3] l. dou, j. you, z. hong, z. xu, g. li, r. a. street, y. yang. 25th anniversary article: a decade of organic/polymeric photovoltaic research [j]. adv. mater. 2013, 25, 6642.

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