【正文】 ............................................. 13 激子的分類 ............................................................................................. 15 激子的傳輸 ............................................................................................. 16 有機光伏理論 ................................................................................................ 18 有機光伏的基本知識 ............................................................................... 19 有機光伏器件的常見結構 ........................................................................ 22 有機光伏的微觀物理機制 ........................................................................ 24 有機光伏的宏觀物理表達和物理模型 ....................................................... 26 第三章 銀納米顆粒對有機小分子太陽能電池性能改善的研究 ....... 31 引言 ................................................................................................................ 31 實驗材料和方法 ........................................................................................... 32 實驗結果與討論 ........................................................................................... 33 本章小結 ........................................................................................................ 38 第四章 Bphen/SnCl2Pc 復合激子阻擋層對有機光伏器件性能改善中科院研究生院碩士學位論文：有機小分子光伏器件設計與研究 VI 的研究 ................................................................................................... 39 引言 ................................................................................................................ 39 實驗材料和方法 ........................................................................................... 40 實驗結果與討論 ........................................................................................... 41 SnCl2Pc 激子阻擋層 .................................................................................. 42 Bphen/SnCl2Pc EBL 對器件效率的改善 ...................................................... 45 Bphen/SnCl2Pc EBL 對器件壽命的改善 ...................................................... 47 本章小結 ........................................................................................................ 47 第五章 結論與展望 ............................................................................. 49 全文總結 ........................................................................................................ 49 研究展望 ........................................................................................................ 50 參考文獻 ............................................................................................... 51 在學期間學術成果情況 ........................................................................ 56 指導教師及作者簡介 ........................................................................... 57 致 謝 ................................................................................................... 58 第一章 緒論 1 第一章 緒論 研究背景及意義 進入二十一世紀以來， 隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展，全球能源需求急劇增長。 MoO3。 關鍵詞 ： 有機光伏 ； 金屬等離子體激元 ； MoO3； 激子阻擋層 ； SnCl2Pc Abstract III Design and research on small molecular weight anic photovoltaic devices Taojun Zhuang（ Condensed Matter Physics） Directed by Prof. Bei Chu Abstract Organic photovoltaic (OPV) devices have gained considerable attention recently due to their potential as lowcost and flexible renewable energy conversion devices. In this thesis, we study the structure and physical mechanism of small molecular weight anic photovoltaic devices for improving their efficiency and lifetime. Enhanced performance of small molecular weight anic solar cells based on CuPc/C60 and TiOPc/C60 with Ag nanoparticles fabricated on the ITO anode and MoO3 as the anode buffer layer has been demonstrated. Surface plasmon induced by the incorporation of Ag nanoparticles results in the increased absorption efficiency and photogenerated exciton dissociation probability of the photoactive layers. Meanwhile, the quenching of the photogenerated excitons at the anic/metal interface can be successfully restricted by the MoO3 anode buffer layer. Consequently, the shortcircuit current is improved while the other parameters maintain unaffected, which leads to enhanced power conversion efficiency of the devices. We demonstrate that the improvement of both efficiency and lifetime of anic photovoltaic devices by employing thin Bphen and thick SnCl2Pc as the pound exciton blocking layer (EBL), where Bphen and SnCl2Pc acts as the photogenerated exciton blocking layer and optical spacer, respectively. A thicker SnCl2Pc layer can be adopted due to its high electron mobility and aligned lowest unoccupied 中科院研究生院碩士學位論文：有機小分子光伏器件設計與研究 IV molecular orbital with the acceptor. The OPV device with such a pound EBL leads to an increase by 27% in power conversion efficiency pared to the device with a traditional bathocuproine EBL. Moreover, the lifetime is also improved due to the superior oxygen and moisture diffusion blocking effect of the thick SnCl2Pc layer. Key words: anic photovoltaic。與采用傳統(tǒng) BCP 激子阻擋層的有機光伏器件相比，使用這種復合激子阻擋層的器件的能量轉化效率提高了 27%。 通過引入一種薄 Bphen 層和厚 SnCl2Pc 層組成的復合激子阻擋層，使得有機光伏器件的效率和壽命均得到提高 ，其中的 Bphen 層和 SnCl2Pc 層分別起到阻擋光生激子和調節(jié)光場的作用。 Ag 納米顆粒的引入所形成的表面等離子激元共振可提高有機光活性層的吸收效率和光生激子的分解效率；而 MoO3 陽極緩沖層則 有效抑制了光生激子在有機 /金屬界面處發(fā)生猝滅 。 本論文對有機小分子光 伏器件結構設計和物理過程進行了研究，目的就在于改善有機光伏器件的效率和穩(wěn)定性。 涉密論文按學校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權使用授權書 本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家 有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。 （保密的學位論文在解密后適用本授權書） 學位論文作者簽名： 指導教師簽名： 日 期： 日 期： 學位論文作者畢業(yè)后去向： 工作單位： 電話： 通訊地址： 郵編： 摘 要 I 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。 學位論文作者簽名： 日期： 學位論文使用授權書 本學位論文作者完全了解中國科學院研究生院及中國科學院長春光學精密機械與物理研究所有關保留、使用學位論文的規(guī)定，即：中國科學院研究生