研究目的
研究NiO纳米颗粒对基于P3HT:PCBM的薄膜有机太阳能电池(TFOSC)性能的影响。
研究成果
研究发现，在P3HT:PCBM混合活性层中掺入NiO纳米颗粒有利于太阳能捕获，与原始器件相比，当NiO浓度达到最佳值时，光电转换效率提升了140%以上。太阳能电池的填充因子（FF）和短路电流密度（JSC）也显著提高。然而，较高浓度的NiO会因结构变形和缺陷团簇导致性能下降。
研究不足
研究指出，随着NiO浓度的增加，由于活性介质导电性的增强（这可能导致了带隙的增大），吸收和光学密度范围会减小。高浓度的NiO可能会使活性层中掺入更多的氧原子，从而造成结构变形和缺陷团簇，这些因素会限制电荷解离和分离的过程。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用NiO纳米颗粒作为掺杂剂加入P3HT:PCBM混合光活性介质中以增强太阳能捕获效率。
2：样品选择与数据来源：
使用方阻为15Ω/□的未图案化ITO镀膜玻璃基底。光活性层由P3HT与PCBM按1:1重量比在氯仿溶液中配制而成。
3：实验设备与材料清单：
ITO镀膜玻璃基底、P3HT:PCBM混合材料、NiO纳米颗粒、氯仿、氟化锂(LiF)、铝(Al)、热真空蒸镀装置(Edward Auto306蒸镀仪)、紫外-可见吸收光谱仪(T80-PG仪器公司)、Keithley HP2420源表、AM1.5太阳光模拟器(SS50AAA型号)。
4：5太阳光模拟器(SS50AAA型号)。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：依次进行基底清洗刻蚀、旋涂法制备活性层、热真空蒸镀电子传输层(LiF)与顶部电极(Al)，并在太阳光模拟器下进行器件电学特性表征。
5：数据分析方法：
通过紫外-可见吸收光谱研究薄膜光活性层的光学特性，采用暗态空间电荷限制电流法分析载流子传输特性。
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获取完整内容-
ITO-coated glass substrates
Used as substrates for the solar cells
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P3HT:PCBM blend
Used as the photo-active layer in the solar cells
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NiO nano-particles
Used as dopants in the photo-active layer to enhance solar energy harvesting
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UV-vis absorption spectrometer
T80-PG-Instrument limited
Used to study the optical properties of the thin film photo-active layers
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Keithley HP2420 source meter
Keithley
Used for electrical characterization of the devices
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AM1.5 solar simulator
SS50AAA
Used to simulate solar conditions for device testing
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