基于微结构提高有机太阳能电池光电转换效率的研究
发布时间：2021-11-19 00:39
有机聚合物太阳能电池具有质量轻,制作工艺简单,成本低以及可以大面积制备等优点,已经成为太阳能电池研究的焦点。但是,同商业化的硅电池相比,有机太阳能电池的光电转换效率很低。本论文在研究中,采用时域有限差分法（Finite Difference Time Domain,FDTD）软件模拟了不同周期、不同刻蚀深度下一维光栅、点阵、孔阵微结构有机太阳能电池的透过率。模拟结果表明,当一维光栅周期为350 nm,刻蚀深度为20 nm;点阵周期为300 nm,刻蚀深度为40 nm;孔阵周期为300 nm,刻蚀深度为80 nm,表现的对应微结构透过率最高。采用全息光刻技术在ITO玻璃衬底上制备微结构有机太阳能电池。实验得到最优条件为:350 nm周期一维光栅图形,最优曝光时间为53 s;300 nm周期点阵图形最优曝光时间为27 s;300 nm周期孔阵图形最优曝光时间为24 s。刻蚀液最佳浓度比例为HCl:HNO3:H2O=9:1:6。在ITO图形衬底上制备P3HT:PCBM体系和PBDB-T:ITIC小分子体系有机太阳能电池器件,对器件性能进行了测试。针...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
硅基太阳能电池
图 1.2 有机薄膜太阳能电池基于有机半导体的光伏技术的历史可追溯到 20 世纪初，当首次观察到有机分[6-8]光电导率时，科学家们就已经开始研究小分子和聚合物来制备光伏器件。但是种有机材料的功率转换效率（PCE）很小，不超过 0.1％，直到 1986 年唐[9]实现供体和受体分子形成的双层结构，使 PCE 显著增加到 1％。在之后的发展过程中着有机材料和器件结构的改变，有机太阳能电池的光电转换效率正在逐步提高。预计在未来十年中，基于薄膜太阳能电池的快速发展，晶体硅太阳能电池所占会有所下降，但它仍然占据主要地位。而薄膜电池会随着转换效率的提高以及制电池设备价格的降低等原因，具有很大的发展潜力。目前，有机太阳能电池的转率己超过了工业方面 12%的标准，以钙钦矿材料的无机杂化电池的转换效率一直上升阶段。如果解决效率和稳定性方面的问题，则有机太阳能电池在光伏、装饰域将发挥巨大潜力[10]。1.2 国内外研究现状
第二章 有机太阳能电池的基本原理电池的工作原理池的材料是由具有光敏性质的有机物构成的，以这些光敏性质的有机材料均具有共轭结构并且有yanine)等。有机太阳能电池的器件结构如图 2.1阴极和有机活性层。活性层是电池最关键的部分阳能电池又分为单层结构、双层异质结结构、体]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]日本Kaneka公司研发太阳能电池转换效率达26.3%[J]. 威锋. 军民两用技术与产品. 2017(07)
[2]基于全息光刻系统制备528nm周期孔阵图形[J]. 叶镇,王勇,高占琦,刘丹丹,庄允益,张思源,王晓华. 中国激光. 2015(08)
[3]1954年4月25日:贝尔实验室示范了第一个实用的硅太阳能电池[J]. 萧如珀,杨信男. 现代物理知识. 2013(02)
[4]基于光子晶体的高效太阳能电池反射器的研究[J]. 卢辉东,沈宏君,吕冬妮,张瑞. 大连大学学报. 2012(03)
[5]太阳能光伏产业可持续发展理论研究思考[J]. 周四清,马超群,李林. 科技进步与对策. 2007(07)
博士论文
[1]石墨烯杂化材料在聚合物太阳能电池中的应用研究[D]. 郑巧.武汉大学 2013
硕士论文
[1]基于FDFD方法的有机太阳能电池光电特性研究[D]. 程璐璐.安徽大学 2017
[2]有机光伏太阳能电池中电子收集层的研究[D]. 施瑷丽.苏州大学 2014
[3]硅太阳电池中微纳结构陷光及电学特性研究[D]. 余孟尧.上海交通大学 2014
[4]基于光学微结构减小硅太阳能电池反射光损失的研究[D]. 彭露露.安徽大学 2013
本文编号：3503928
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
硅基太阳能电池
图 1.2 有机薄膜太阳能电池基于有机半导体的光伏技术的历史可追溯到 20 世纪初，当首次观察到有机分[6-8]光电导率时，科学家们就已经开始研究小分子和聚合物来制备光伏器件。但是种有机材料的功率转换效率（PCE）很小，不超过 0.1％，直到 1986 年唐[9]实现供体和受体分子形成的双层结构，使 PCE 显著增加到 1％。在之后的发展过程中着有机材料和器件结构的改变，有机太阳能电池的光电转换效率正在逐步提高。预计在未来十年中，基于薄膜太阳能电池的快速发展，晶体硅太阳能电池所占会有所下降，但它仍然占据主要地位。而薄膜电池会随着转换效率的提高以及制电池设备价格的降低等原因，具有很大的发展潜力。目前，有机太阳能电池的转率己超过了工业方面 12%的标准，以钙钦矿材料的无机杂化电池的转换效率一直上升阶段。如果解决效率和稳定性方面的问题，则有机太阳能电池在光伏、装饰域将发挥巨大潜力[10]。1.2 国内外研究现状
第二章 有机太阳能电池的基本原理电池的工作原理池的材料是由具有光敏性质的有机物构成的，以这些光敏性质的有机材料均具有共轭结构并且有yanine)等。有机太阳能电池的器件结构如图 2.1阴极和有机活性层。活性层是电池最关键的部分阳能电池又分为单层结构、双层异质结结构、体]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]日本Kaneka公司研发太阳能电池转换效率达26.3%[J]. 威锋. 军民两用技术与产品. 2017(07)
[2]基于全息光刻系统制备528nm周期孔阵图形[J]. 叶镇,王勇,高占琦,刘丹丹,庄允益,张思源,王晓华. 中国激光. 2015(08)
[3]1954年4月25日:贝尔实验室示范了第一个实用的硅太阳能电池[J]. 萧如珀,杨信男. 现代物理知识. 2013(02)
[4]基于光子晶体的高效太阳能电池反射器的研究[J]. 卢辉东,沈宏君,吕冬妮,张瑞. 大连大学学报. 2012(03)
[5]太阳能光伏产业可持续发展理论研究思考[J]. 周四清,马超群,李林. 科技进步与对策. 2007(07)
博士论文
[1]石墨烯杂化材料在聚合物太阳能电池中的应用研究[D]. 郑巧.武汉大学 2013
硕士论文
[1]基于FDFD方法的有机太阳能电池光电特性研究[D]. 程璐璐.安徽大学 2017
[2]有机光伏太阳能电池中电子收集层的研究[D]. 施瑷丽.苏州大学 2014
[3]硅太阳电池中微纳结构陷光及电学特性研究[D]. 余孟尧.上海交通大学 2014
[4]基于光学微结构减小硅太阳能电池反射光损失的研究[D]. 彭露露.安徽大学 2013
本文编号：3503928
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