研究目的
研究石墨烯量子点（GQDs）在倒置体异质结有机光伏器件活性层中的双重作用，以理解其对器件性能的影响。
研究成果
研究表明，石墨烯量子点（GQDs）能通过提供高效激子分离界面和电荷传输通道显著提升杂化太阳能电池性能。三元杂化太阳能电池（P3HT:PCBM:GQDs）相比对照组（P3HT:PCBM）实现了40%的功率转换效率提升，凸显了GQDs与PCBM之间的协同效应。该发现表明GQDs在提升有机光伏器件性能方面具有巨大潜力。
研究不足
该研究受限于高浓度下GQDs的聚集现象，这影响了活性层的均匀性及太阳能电池的整体性能。未来研究可探索防止GQD聚集的方法，并进一步优化器件结构。
1：实验设计与方法选择：
本研究通过光芬顿反应制备石墨烯量子点（GQDs），并将其掺入二元（P3HT:GQDs）和三元（P3HT:PCBM:GQDs）混合太阳能电池的活性层中，分析了这些电池的光电性能、形貌和结构。
2：样本选择与数据来源：
通过制备不同GQDs含量的活性层来研究其对太阳能电池性能的影响。
3：实验设备与材料清单：
所用仪器包括原子力显微镜（AFM）、紫外-可见吸收和光致发光（PL）光谱测量、傅里叶变换红外（FTIR）光谱仪，以及用于J-V特性测试的Keithley 2401源测量单元。
4：实验步骤与操作流程：
太阳能电池采用倒置结构（ITO/ZnO/活性层/MoO3/Ag）制备，并在模拟AM 1.5G光照下评估其性能。
5：5G光照下评估其性能。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：基于J-V特性分析太阳能电池的性能，并利用AFM图像研究活性层的形貌。
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UV-vis absorption spectrometer
UV-2550
Shimadzu
Used to measure the UV-vis absorption spectra of the GQDs.
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FTIR spectrometer
EQUINOX 55
Bruker
Used to record the FTIR spectra of the GQDs.
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Source measurement unit
Keithley 2401
Keithley
Used to measure the current density-voltage (J-V) characteristics of the solar cells.
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Atomic Force Microscopy
Multimode Nanoscope V
Bruker
Used to measure the morphology and structure of the active layer.
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Photoluminescence spectrometer
Cary Eclipse
Varian
Used to measure the photoluminescence spectra of the GQDs.
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Electrochemical workstation
CHI 660C
Chen Hua Co.
Used for cyclic voltammetry (CV) measurement to evaluate the HOMO and LUMO energy levels of the GQDs.
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