《基於高質量石墨烯的疊層光伏器件的製備及其性能研究》是依託北京交通大學，由何大偉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於高質量石墨烯的疊層光伏器件的製備及其性能研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：何大偉
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
有機光伏器件的研發已迅速成為當今世界可再生能源研究領域的頸擊熱點和前沿踏協舟，提高其載流子遷移率和光電轉換效率拘甩熱，達到高效化和實用化要求，是聚合物光伏領域亟待解決的瓶頸問題。本課題擬採用化學氣相沉積、垂直沉積自組裝等方法製備面積可控的高質量石墨烯，並通過先進的轉移技術製備層數可控的高質量石墨烯薄膜，擬設計基於石墨烯的疊層光伏器件，研究高質量石墨烯作為器件中間電極的內在機理，以實現頂電池和底電池狼連霉的有效過渡；以疊層結構、石墨烯-氧化鈦等立體吸收腔、石墨烯/聚合物為有源層組建新型光伏器件，在保證高透光性和高導電性的基礎上充分利用可見、紅外光，最佳化有源層等提高有機光伏器件的性能；採用高質量石墨烯替代ITO 製備柔性太陽能電池，以有效改善電極透光性和表面接觸，提高柔性太陽能電池的能量轉換效率和穩定性、同時降低電極成本，課題的實施將對載流子遷移率和光電轉換效率的提高提供重要的依據。
結題摘要
有機光伏器件的研發已迅速成為當今世界可再生能源研究領域的熱點和前沿，提高其載流子遷移率和光電轉換效率，是聚精恥備合物光伏領域亟待解決的瓶頸問題。本課題採用了垂直沉積自組裝等方法製備面積可控的高質量石墨烯，並通過先進的轉移技術製備層數可控的高質量石墨烯薄膜，設計了基於石墨烯的疊層光伏器件，研究高質量石墨烯作為器件中間電極的內在機理，以實現頂電池和底電池的有效過渡；以疊層結構、石墨烯-氧化鈦等立體吸收腔、石墨烯/聚合物為有源層組建新型光伏器件，在保證高透光性和高導電性的基礎上充分利用可見、紅外光，最佳化有源層等提高有機光伏器件的性能；採用高質量石墨烯替代ITO 製備柔性太陽駝淋嫌盛能電池，以有效改善電極透光性和表面接觸，提高柔性太陽能電池的能量轉換效率和穩定性、同時降低電極成本，利用有源層溶劑處理和石墨烯量子點改善激子解離和載流子傳輸實現能量轉換效率的提高。製備聚合物太陽能電池，測試其電流密度-電壓特性曲線，結果表明溶劑處理和石墨烯量子點的修飾實現短路電流密度從8.34 mA/cm2提高到9.32 mA/cm2和9.73 mA/cm2，聚合物太陽能電池的能量轉換效率從3.68%提高到4.13%和4.51%，能量轉換效率分別提高了12%和23%。課題的實施對載流子遷移率和光電轉換效率的提高提供重要的依據。同時，為有效提高其載流子遷移率和光電轉換效率，本課題以新型二維材料製備為突破點，研究了高質量二維晶體及其異質結製備工藝方法，研究了二維晶體異質結構中的電子轉移過程，開展了基於新型二維晶體的高性能低功耗場效應管器件研製和性能提升，研製出了基於硫化物納米霸榆笑腿二維晶體的低功耗場效應電晶體；所研製的器件優於目前國際同類器件的性能。
