利用微结构提高有机薄膜太阳能电池转换效率

发布时间：2021-04-29 21:24

　　有机光伏器件（Organic photovoltaic devices,OPV）由于具有绿色环保、轻薄、制造成本低、柔性等众多特点,将来有望成为下一代太阳能光伏设备。然而,单结OPV中有源层的厚度通常较薄,使得OPV光吸收效率低,通过在OPV中引入不同形貌的微结构,可以有效提升OPV的光电转换效率。例如:在OPV中引入微米周期的光栅结构,利用光散射作用可有效增加OPV的光电转换效率;通过在OPV中引入纳米尺度周期金属光栅结构或是金属纳米粒子,利用光栅诱导金属表面的表面等离子体场增强效应,可有效增加OPV的光吸收效率。本论文的研究内容主要围绕OPV光电转换效率低的问题,通过在OPV中引入微纳米复合结构,利用微米光栅的散射作用以及纳米光栅诱导金属电极表面的表面等离子体场增强效应的双重机制来提高OPV的光电转换效率。同时,通过在叠层OPV中引入合金纳米粒子作为连接两个子电池的中间层,降低阴极缓冲层与中间层的势垒,有效增加了OPV的光电转换效率。论文主要内容包括以下几个方面:1.基于光刻技术与双光束干涉技术制备不同形貌的周期性微纳米结构基于传统光刻技术,选用SU-8负性光刻胶作为加工原料,利用... 

【文章来源】：华侨大学福建省

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 有机太阳能电池的发展历程
    1.2 有机太阳能电池的理论基础
        1.2.1 有机太阳能电池的基本原理
        1.2.2 有机太阳能电池的结构
    1.3 表面等离子体
        1.3.1 表面等离子体概述
        1.3.2 表面等离子体特性及其耦合方式
        1.3.3 表面等离子体应用于有机太阳能电池的研究
    1.4 论文选题的意义及主要工作
        1.4.1 论文选题的意义
        1.4.2 本论文的主要工作
第2章 微、纳米结构的制备
    2.1 引言
    2.2 光刻技术简介
        2.2.1 接近式光刻
        2.2.2 双光束干涉光刻
    2.3 微、纳米结构衬底制备
        2.3.1 微米结构衬底制备
        2.3.2 纳米结构衬底制备
        2.3.3 微纳米复合结构衬底制备
    2.4 微、纳米结构衬底形貌表征及分析
    2.5 本章小结
第3章 微、纳米结构衬底提高OPV性能的研究
    3.1 引言
    3.2 基于微、纳米结构衬底OPV的制备
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 OPV制备及测试
    3.3 微米结构提高OPV性能的分析
    3.4 纳米结构提高OPV性能的分析
    3.5 微纳米复合结构提高OPV性能的分析
    3.6 本章小结
第4章 合金纳米粒子提高叠层OPV性能的研究
    4.1 引言
    4.2 基于合金纳米粒子叠层OPV的制备
    4.3 实验结果分析
        4.3.1 合金纳米粒子的分析
        4.3.2 不同合金纳米粒子对叠层OPV性能的影响
    4.4 总结
第5章 总结
    5.1 本论文工作总结
    5.2 进一步工作展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]有机太阳能电池的发展、应用及展望[J]. 黄辉.  工程研究-跨学科视野中的工程. 2017(06)
[2]表面等离子体-微腔激元对顶入射有机薄膜太阳能电池光吸收效率的增强[J]. 金玉,王康,邹道华,吴志军,相春平.  发光学报. 2017(11)
[3]石墨烯/n-Si肖特基结太阳能电池的性能限制因素及效率提升方法[J]. 尚钰东,陈秀华,李绍元,马文会,王月春,向富维.  材料导报. 2017(03)
[4]利用蛾眼结构提高有机太阳能电池光吸收效率的理论研究[J]. 白昱,郭晓阳,刘星元.  发光学报. 2015(05)
[5]金属纳米结构的表面等离子体激元提高有机太阳能电池光电转换效率的研究进展[J]. 沙春芳,李衡,杨潇,盛传祥.  光电子技术. 2013(04)
[6]微纳光栅结构增强聚合物太阳能电池光吸收的研究[J]. 李国龙,李进.  物理学报. 2012(20)
[7]用于大面积周期性图形制造的激光干涉光刻[J]. 张锦,冯伯儒,郭永康,蒋世磊,宗德蓉,杜惊雷,曾阳素,高福华.  光电工程. 2001(06)

博士论文
[1]基于表面等离子体激元的新型器件功能与光学效应研究[D]. 向吟啸.南开大学 2014
[2]表面等离子体增强有机光电器件效率研究[D]. 金玉.吉林大学 2013
[3]激光干涉光刻技术[D]. 张锦.四川大学 2003

硕士论文
[1]表面等离激元纳米结构调控光的传播及吸收特性研究[D]. 张收.太原理工大学 2015



本文编号：3168196