基于PANI/Nd2O3双层异质结光伏器件的制作与性能研究
能源问题是21世纪世界各国都非常重视的问题之一，而太阳能是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。加之聚合物成本低、易合成、质量轻等优点，使得有机聚合物太阳能电池成为众多年来一个倍受关注的焦点。本文内容是基于PANI/Nd2O3双层异质结光伏器件的制作与性能研究。 本文以苯胺单体为原料，对甲基苯磺酸为掺杂剂，过硫酸铵为氧化剂，采用化学氧化法合成了聚苯胺(PANI)纳米纤维，用标准四探针法测定了PANI的电导率、利用SEM表征了PANI的形貌，并推断PANI的生长过程是先形成球状颗粒再向纤维状转变。 采用原位聚合法制备了PANI修饰的Pt电极(PANI/Pt)，根据PANI/Pt在0.1 mol·L-1H2SO4水溶液中的循环伏安(CV)曲线和PANI在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中的紫外-可见（UV-Vis）吸收光谱，计算出PANI的最高占有轨道的能级EHOMO=-4.84 eV，最低空轨道的能级ELUMO=-3.29 eV，能隙Eg=1.55 eV。实验结果表明，PANI能隙小于太阳光的平均能量，理论上可用于太阳能的光电转换。 采用溶剂蒸发法制备了器件PANI/ITO和器件Nd2O3/ITO，将这两种器件组装为ITO/PANI/Nd2O3/ITO双层异质结光伏器件。研究了ITO/PANI/Nd2O3/ITO的I-U特性曲线和负载曲线。根据负载曲线计算出ITO/PANI/Nd2O3/ITO双层异质结的开路电压（UOC）为145 mV，短路电流(ISC)为42μA，填充因子FF为36％。 研究了光照强度、Nd2O3烧结温度、PANI聚合时间等因素对器件性能的影响。随着烧结温度的升高，器件的短路电流逐渐增大;光照强度与ITO/PANI/Nd2O3/ITO器件的短路电流(ISC)及开路电压的自然对数（lnUOC）均呈线性关系;聚合时间为16h的PANI所作器件的UOC，ISC，FF均较大。
聚苯胺;氧化钕;双层异质结光伏器件;短路电流;太阳能电池
东北大学
硕士
物理化学
王军
2010
中文
TM914.4
64
2014-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）