有机太阳能电池PCDTBT/PCBM体系微观结构的调控开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1国内外研究现状

有机聚合物太阳能电池作为太阳能电池重要的一员，自上世纪 80 年代得到研究者的广泛研究。第一块有机聚合物太阳能电池于 1982 年由 weinberger 等制出。最初的有机太阳能电池是单层的，转换效率极低。到 1992 年人们发现富勒烯 c₆₀和meh-ppv 共轭聚合物构成双层结构时存在较好的光诱导电子转移情况。但是，由于c₆₀溶解性极差影响了其成膜性，随后在 c₆₀的基础上研究者们发现其衍生物 pc₆₀bm不但具备很高的电子迁移率，而且有很好的溶解性。截止目前，基于富勒烯衍生物的电子受体材料仍广泛应用于有机太阳能电池研究。有机太阳能电池经历了单层、双层结构之后，2005 年 heeger 等制作出了基于混合异质结结构电池，其光电转换效率接近 5%。

有机聚合物太阳能电池以 p3ht：pcbm 共混物为活性材料在过去的几年中取得了长足的发展，其效率已经达到 4%-5%。目前有机聚合物太阳能电池领域又发展出很多新型的聚合物材料，这些材料相对 p3ht 具有更低的能带结构，和更为广泛的吸收带宽，从而提高短路电流。 典型的新型低带隙聚合材料有 pcdtbt、pcpdtbt、psbtbt、pbdttt-cf、ptb7-th 等。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

（1）表面能调控f-add的合成。

（2）基于ito/pedot:pss/pcdtbt:pcbm/ca/ag结构的有机聚合物太阳能电池器件的制备。制备有机聚合物太阳能电池器件。

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： 按照设计的实验方案，制备有机聚合物太阳能电池，并对太阳能电池进行优化。

第9-12周： 采用i-v测试系统，金相显微镜，原子力显微镜，pl荧光光谱仪，eqe光谱仪对有机太阳能电池器件的光伏转化效率和结构进行表征。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] moon b j, lee g y, im m j, et al. in situ modulation of the vertical distributionin a blend of p3ht and pc ₆₀ bm via the addition of a compositiongradient inducer[j]. nanoscale, 2014, 6(4): 2440-2446.

[2] yi h, al-faifi s, iraqi a, et al. carbazole and thienyl benzo [1, 2, 5]thiadiazole based polymers with improved open circuit voltages andprocessability for application in solar cells[j]. journal of materialschemistry, 2011, 21(35): 13649-13656.

[3] lee h k h, li z, constantinou i, et al. batch-to-batch variation of polymeric photovoltaic materials: its origin and impactson charge carrier transport and device performances[j]. advanced energymaterials, 2014, 4(16).