为研究钙钛矿材料的发光特性和机理, 制备了稳定的MA0.6Cs0.4PbBr3钙钛矿发光二极管, 通过瞬态电致发光测试, 分析了器件在脉冲电压下的电流和发光曲线。MA0.6Cs0.4PbBr3发光二极管在恒定的电流密度10 mA·cm-2下, 亮度从最大值衰减至一半持续时间超过30 min, 保证了瞬态测试的准确性。在0.1~20 ms脉宽测试中, 器件发光效率随时间增加, 断电后有反向电流; 在5.5~8.0 V的脉冲幅值测试中, 低电压的亮度最先达到饱和; 在0~2.0 V基准电压测试中, 高基准电压时亮度值更低。分析瞬态测试结果, 发现离子迁移(MA+,Br-)导致钙钛矿层的界面附近发生能带弯曲, 使得载流子注入减弱, 同时抑制了激子的离化, 提高了激子复合几率。

设计了基于Bphen∶LiF、Al和MoO3的杂化电荷注入层, 并将其应用于有机电致发光器件中。实验研究表明, 这种杂化层作为阳极修饰层是非常有效的, 它可以增加器件中载流子注入的平衡性, 提高器件的性能。相对参考器件, 基于杂化阳极修饰层的电致发光器件的最大电流效率和最大功率效率均提高1.3倍左右。我们对器件性能及其提高的机理进行了分析。

将PEG（聚乙二醇）引入到 ITO/MEH-PPV（聚（2-甲氧基, 5（2'-乙基己氧基）-1,4-苯撑乙烯撑）/Al三明治器件中, 实现了很好的电双稳性能。通过改变PEG的分子量、浓度以及退火温度等条件, 对器件性能进行了优化。通过电流-电压（I-V）测试研究了不同器件的性能, 结果表明, 分子量为4 000的PEG, 在30 mg/mL的浓度下, 通过120 ℃退火制备的薄膜, 其器件性能最优, 电流开关比可以达到103以上。利用SEM测试研究了活性层的膜形貌, 并结合电流-电压（I-V）曲线的线性拟合, 分析了电荷在器件中的传输过程。研究发现, 相分离产生的陷阱对电荷的俘获是该器件产生电双稳特性的主要原因。

为了提高钙钛矿太阳能电池的能量转化效率, 减小回滞现象, 研究了聚乙二醇(PEG)掺杂钙钛矿太阳能电池阳极修饰层PEDOT∶PSS对器件性能的影响。通过电容-电压(C-V)测试分析了PEDOT∶PSS修饰层和钙钛矿层之间的界面电荷积累情况, 通过电流密度-时间(J-T)瞬态光电流的测量研究了修饰层和钙钛矿层之间缺陷态情况。结果表明, PEG掺杂阳极修饰层提高了器件的短路电流(Jsc)、开路电压(Voc)和填充因子(FF), 光电转化效率从7.5%提高到10.0%, 光电转化效率提高了33%, 经过掺杂后的器件回滞现象明显减弱。这种通过PEG掺杂PEDOT∶PSS的方法能够减少器件界面处的电荷积累和缺陷态, 从而减小器件的回滞现象, 提高器件的能量转化效率。

研究了氯化铯的甲醇溶液作为阴极修饰层, 来提高传统有机聚合物太阳能电池器件性能。通过电容-电压(C-V)测试分析了铝电极和PTB7/PC70BM之间的界面电荷积累情况, 同时测试了紫外光电子能谱(UPS), 对铝的功函数改变作了研究。结果表明, 采用氯化铯的甲醇溶液作阴极修饰层的器件, 其短路电流(Jsc)、开路电压(Voc)、填充因子(FF)都有所提高, 光电转化效率达到6.36%, 与仅用甲醇处理过的器件相比, 光电转化效率提高了11%; 与未经甲醇处理的器件相比, 光电转化效率提高了42.6%。这种一步溶液处理法能够减少电荷积累, 同时降低铝电极的功函数, 利于电子收集, 进而提高器件性能。

为提高聚合物太阳能电池的能量转换效率, 将聚乙二醇(PEG)掺入PEDOT∶PSS阳极缓冲层, 研究了阳极缓冲层修饰对聚合物太阳能电池性能的影响。首先研究了聚乙二醇对PEDOT∶PSS薄膜电导率的影响, 发现PEG会与PEDOT和PSS相互作用, 使得PEDOT链重新排布, 有利于电荷载流子的传输, 从而显著改善了PEDOT∶PSS薄膜的电导率, 当PEDOT∶PSS中掺入体积分数为2%~4%的PEG时, 可得到较大的电导率。然后, 以PEG修饰的PEDOT∶PSS薄膜作为阳极缓冲层制备了聚合物太阳能电池, 研究了PEG的掺入对聚合物太阳能电池性能的影响。实验发现, PEG改善的PEDOT∶PSS电导率有利于提高电池的短路电流密度和填充因子,从而改善了器件光伏性能。当PEDOT∶PSS中掺入体积分数为2%的PEG时, 聚合物太阳能电池的能量转换效率最高, 比未掺杂的器件提高了24.4%。

采用水溶性银纳米颗粒附着在反型太阳能电池的电子传输层上,用以提高有机太阳能电池的短路电流.所制备的器件结构为ITO/ZnO/Ag NPs/P3HT(Poly 3-hexylthiophene)∶PC［60］BM/MoO3/Ag.其金属银纳米颗粒的表面等离激元在410 nm处出现了共振吸收峰,半峰全宽约为60 nm.器件的光电流在可见光范围内均有所增加,短路电流相对于标准器件提高了20.2%,光电转化效率相对提高了17.2%.

对poly(3-hexylthiophene)(P3HT)光伏器件产生正、负向磁场效应的原因进行了研究。制作了不同活性层厚度的光伏器件，光电流的磁场效应对厚度的依赖非常明显：在活性层厚度为44 nm时，有28%的正效应;当活性层厚度提高为105 nm时，磁场效应变为负值(-52%)。为了研究产生这种效应的原因，制备了1(3methyloxycarbonyl)propyl1phenyl [6,6] C61(PCBM)与P3HT共混的器件。在共混器件中，磁场效应随着PCBM比例的提升而逐渐下降直至湮灭且磁场效应不再随活性层厚度发生变化。磁场效应的产生源于磁场可以调控单线态和三线态激子的比例，进而调节单线态激子主导的激子分离作用和三线态激子主导的激子电荷分离作用。实验结果显示出在纯P3HT光伏器件中，当PCBM加入到活性层中时，大量激子在给受体界面处分离成为自由载流子，单线态和三线态激子都可以高效地通过激子分离使光电流增强，激子比例不再影响光电流大小，所以磁场效应逐渐消失且对活性层厚度失去依赖。

采用有机小分子TBPe(2,5,8,11-tetratertbutylperylene)以不同比例掺入MEH-PPV(poly［2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene］)作为发光层，研究了TBPe不同掺杂比例对器件性能的影响，进而对发光强度进行优化。对于所制备的ITO/PEDOT∶PSS/MEH-PPV/TBPe/Al有机电致发光器件，TBPe的最优蒸镀厚度为0.5 nm，其发光强度相对于标准器件提高了325%。ITO/PEDOT∶PSS/MEH-PPV∶TBPe/TBPe/Liq/Al有机电致发光器件的最优掺杂比例为MEH-PPV∶TBPe=100∶30(质量比)，其发光亮度相比于未掺杂器件提高了44%。在上述器件的基础上增加Alq3层提高电子注入，分别制作了Liq和LiF作为修饰层的ITO/PEDOT∶PSS/MEH-PPV∶TBPe/TBPe/Alq3/Liq/Al和ITO/PEDOT∶PSS/MEH-PPV∶TBPe/TBPe/Alq3/LiF/Al多层器件，发光亮度分别达到4 162 cd/m2和4 701 cd/m2。所有器件的电致发光波长均为580 nm，为MEH-PPV的发光，TBPe的掺杂对MEH-PPV的发光起到了增强作用。