聚合物太阳能电池的结构设计与性能优化

发布时间：2016-11-23 23:33

  本文关键词：美国能源政策的启示及我国新能源发展对策，由笔耕文化传播整理发布。

《浙江大学》 2012年

聚合物太阳能电池的结构设计与性能优化

黄卓寅  

【摘要】：聚合物太阳能电池由于其潜在的价格优势与可制作大面积柔性器件的优点,近年来成为国际众多研究机构和企业的研究热点。相比于电池功能层材料的突飞猛进,电池结构的设计近十年来却没有太多变化,研究新型的电池结构对于提高器件性能与适用环境等都有重要意义。本研究工作以制作性能稳定的标准器件为起步,通过分析器件光学与电学性能并以光学模拟为辅助,最终制作出内嵌光栅的类波浪形新型器件。 从聚合物太阳能电池标准器件的制备设备与制备流程两个角度入手对聚合物太阳能电池标准器件的制作与性能优化进行论述。聚合物太阳能电池所需要的制备设备较多,通过两年多的实践积累,文中给出了一套较为可靠的器件制备系统。电池器件的制作流程介绍包括电极、功能层、缓冲层等多层薄膜的制作,论文分析了制作工艺对器件性能的影响。此外,文中还阐述一些优化电池性能的工艺方法。 聚合物太阳能电池的功能层光学常数参数对于薄膜的结构设计十分重要。文中提出了一种基于聚合物材料色散模型,通过透射光谱拟合确定薄膜光学常数(包括折射率与消光系数)和厚度的计算方法。该种方法通过简单的透射率拟合就可以得到比较准确的参数值,对于聚合物太阳能电池工业的大规模生产的膜厚监控具有重要的意义。文中用该种方法还分析了不同处理工艺对器件性能的影响,并得到器件光学常数与光伏特性在优化过程中的变化趋势。 利用光学模拟确定结构参数与摩擦法制作光栅结构,制备了内嵌陷光结构的器件。本文以透射率拟合获取光学常数,再通过精密耦合波分析方法模拟出不同结构与结构参数下的器件吸收。最后以拟合得到的最优参数为基础,以机械摩擦阳极缓冲层PEDOT:PSS作为光栅起始层,其余薄膜通过复型得到光栅结构,形成类波浪形器件结构。器件最高性能较之前所制作标准器件提高27%。本文从扫描电镜测试(SEM),原子力显微镜测试(AFM),外量子效率(IPCE)与吸收光谱等多种方式分析该种器件的形貌结构与能量转化性能。

【关键词】：
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM914.4
【目录】：

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1 沈伟东,刘旭,朱勇,邹桐,叶辉,顾培夫;用透过率测试曲线确定半导体薄膜的光学常数和厚度[J];半导体学报;2005年02期

2 蔡刚刚;;基于椭偏法的薄膜光学特性的测量——消光法在椭偏法中的应用[J];大众科技;2008年11期

3 高芬;冯异;;基于包络线法的多孔阳极氧化铝薄膜光学常数的计算[J];光学技术;2007年04期

4 李晶,李锡善,蒋安民,夏青生;棱镜耦合法测波导衬底折射率[J];光学学报;1993年09期

5 苏伟涛;李斌;刘定权;张凤山;;基于洛伦兹模型的红外薄膜材料光学常数拟合及应用[J];光学仪器;2006年04期

6 肖丙刚;申溯;邸岳淼;;棱镜耦合法测量负折射率材料光学特性理论研究[J];光子学报;2007年07期

7 王廷康;唐晶;;美国能源政策的启示及我国新能源发展对策[J];西南石油大学学报(社会科学版);2009年04期

8 杨昌虎;曾晓英;廖家欣;;样品的倾斜度对椭偏法测量薄膜参数的影响[J];实验室研究与探索;2007年07期

9 夏志林,薛亦渝,赵利,张幼陵;基于包络线法的薄膜光学常数分析[J];武汉理工大学学报(信息与管理工程版);2003年05期

10 朱德喜;甄红宇;叶辉;刘旭;;基于空穴注入层摩擦定向的偏振蓝光聚合物电致发光器件[J];物理学报;2009年01期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 沈亮;新型结构异质结太阳能电池的研究[D];吉林大学;2009年

2 李卫民;聚合物太阳能电池机理及实验研究[D];华中科技大学;2009年

3 朱德喜;聚合物偏振电致发光器件的研究[D];浙江大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 欧阳平;聚合物太阳能电池的研究[D];北京交通大学;2007年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 林媛;;平面采光面无阴影影响最佳角度的计算[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年03期

2 陈红;沈文忠;;两个介电函数模型的用法(英文)[J];半导体学报;2006年04期

3 诸平;C_8mimPF_6——理想的载热介质[J];北京工业大学学报;2003年02期

4 吕金艳;王雷;柴红梅;李鹏;薛忠民;;低粘度中温固化环氧树脂体系的基本性能[J];玻璃钢/复合材料;2008年04期

5 李果仁;;奥巴马政府新能源政策的启示与借鉴[J];柴达木开发研究;2012年02期

6 荆杰;乔青安;靳月庆;张江;陈鑫;密永娟;;聚乳酸玻璃化转变行为的分子模拟[J];材料导报;2009年S1期

7 江锡顺;;提高应用型本科院校半导体物理教学质量的方法研究[J];滁州学院学报;2011年05期

8 万步勇;崔玉亭;冯庆;;分光光度计测量透明薄膜的光学常数[J];大学物理实验;2011年06期

9 霍利军;韩敏芳;;共轭支链含腈基的聚对苯乙烯衍生物的合成及光谱特征[J];发光学报;2007年04期

10 周程生,黄凯旋,李品芳;节能型太阳能热水系统的设计与研究[J];福建能源开发与节约;2003年03期

中国重要会议论文全文数据库 前5条

1 王婷;郭丕斌;;能源技术创新:理论、实践与启示[A];第七届中国科技政策与管理学术年会论文集[C];2011年

2 周程生;黄凯旋;李品芳;;节能型太阳能热水系统的设计与研究[A];福建省科协第三届学术年会“能源可持续发展”研讨会论文专辑[C];2003年

3 林冰;金晓飞;孙鹏程;吴聚龙;冯国军;;南京南站屋盖网架露天施工日照温度场研究[A];第四届全国钢结构工程技术交流会论文集[C];2012年

4 王洪亮;汪仁芸;刘玉玲;;胸腺五肽长效微球玻璃化温度测定及释放度加速试验方法的研究[A];2006年全国生化与生物技术药物学术年会论文集[C];2006年

5 钱宏亮;钟杰;范峰;;上海65米射电望远镜日照非均匀温度场分析[A];第十四届空间结构学术会议论文集[C];2012年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 徐晓冰;光伏跟踪系统智能控制方法的研究[D];合肥工业大学;2010年

2 李福民;反型聚合物太阳能电池的研究[D];吉林大学;2011年

3 赵文燕;Cu_2O、ZnO纳微结构薄膜的制备及其光电性能研究[D];吉林大学;2011年

4 杜晓辉;高层住宅太阳能热水系统一体化设计研究[D];天津大学;2010年

5 钟建;基于柔性塑料基底OLED阵列化技术及有机光伏器件研究[D];电子科技大学;2011年

6 郭立强;纳米硅薄膜太阳电池优化研究[D];江苏大学;2012年

7 姜礼华;含硅量子点SiN_x薄膜特性及其在太阳电池中的应用[D];华中科技大学;2012年

8 沈伟东;基于MOEMS技术的光学调制器研究[D];浙江大学;2006年

9 蔡琪;新型Ag-ITO复合薄膜的制备、微结构及光电性质表征[D];安徽大学;2007年

10 王立无;红外薄膜系统的设计和制备[D];四川大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李芳;聚吡咯薄膜的电化学制备及器件初探[D];北京交通大学;2011年

2 毛靖;新型有机—无机杂化光学薄膜的光敏特性研究[D];浙江大学;2010年

3 仝海跃;有机光伏器件的光学计算与模拟[D];北京交通大学;2011年

4 冀前;全湿法制备聚合物太阳能电池的研究[D];北京交通大学;2011年

5 李中华;晶硅太阳电池双层减反膜的研究[D];北京交通大学;2011年

6 吕晶;基于P3HT:PCBM聚合物太阳电池的研究[D];北京交通大学;2011年

7 张路宁;聚合物/ZnO杂化太阳能电池的制备[D];北京交通大学;2011年

8 高小钧;北京市能源消费与经济发展影响机理的节能策略研究[D];华北电力大学（北京）;2011年

9 马凯;中美新能源政策对比与合作研究[D];中国政法大学;2011年

10 孙彦星;主客体掺杂极化聚合物薄膜二阶非线性光学特性研究[D];聊城大学;2011年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨金焕;邹乾林;谈蓓月;葛亮;陈中华;;各国光伏路线图与光伏发电的进展[J];中国建设动态.阳光能源;2006年04期

2 季振国,宋永梁,杨成兴,刘坤,王超,叶志镇;溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜及表征[J];半导体学报;2004年01期

3 毛爱华;太阳能电池研究和发展现状[J];包头钢铁学院学报;2002年01期

4 梁宗存,沈辉,李戬洪;太阳能电池及材料研究[J];材料导报;2000年08期

5 徐明生,季振国,阙端麟,汪茫,陈红征;有机太阳能电池研究进展[J];材料科学与工程;2000年03期

6 薛钰芝,张力,林纪宁;太阳能光伏技术的研究与发展[J];大连铁道学院学报;2003年04期

7 李瑞庆;赵筠筠;王艳;王磊;;英国和德国可再生能源制度比较分析[J];电力需求侧管理;2009年01期

8 段晓菲,王金亮,毛景,裴坚;有机太阳能电池材料的研究进展[J];大学化学;2005年03期

9 沐俊应;徐娟;粱氏秋水;朱宏伟;陈振兴;;有机薄膜太阳能电池的研究进展[J];电子工艺技术;2007年02期

10 黄宝圣;太阳能电池的新进展[J];化学教育;2002年Z1期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 杨立功;聚合物半导体薄膜的光电特性和器件研究[D];浙江大学;2005年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨顺昌;太阳能异步发电系统的研究[J];东方电气评论;1999年03期

2 德兴;德国最大太阳能电池厂投产[J];节能;2000年02期

3 ;国家太阳能电池示范工程落户保定[J];西部广播电视;2002年03期

4 李有观;;巧妙利用太阳能的住宅[J];科技经济市场;2003年06期

5 袁茵;;太阳能电池阳光普照[J];电子技术;2006年03期

6 高彤;;采集太阳能(下)——基础化学推进新型低成本太阳能电池的开发[J];上海化工;2008年02期

7 王碧辉;卢影;;哈博公司250兆瓦太阳能光伏项目落户浙江嘉兴[J];阳光能源;2009年02期

8 ;台联电投资100万美元在山东建太阳能电池厂[J];电源世界;2009年11期

9 黄韬;;太阳能应用 政府主导最重要[J];环境;2009年11期

10 吴君毅;;PVDF树脂在太阳能电池模组背板上的应用[J];有机氟工业;2009年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 李美成;;太阳能电池表面纳米微结构研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第7分册）[C];2010年

2 张海波;;太阳能电池输出特性的分析及检测[A];中国航海学会航标专业委员会沿海、内河航标学组联合年会学术交流论文集[C];2003年

3 尚会霞;罗艳红;孟庆波;占肖卫;;有机染料锚数对染料敏化太阳能电池性能的影响[A];全国第八届有机固体电子过程暨华人有机光电功能材料学术讨论会摘要集[C];2010年

4 李冬梅;罗艳红;孟庆波;;量子点敏化太阳能电池--新材料的设计、制备及器件研究[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年

5 刘铭;杨君友;冯双龙;朱虎;;量子点敏化太阳能电池研究进展[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第6分册）[C];2010年

6 黄昀昉;吴季怀;林建明;黄妙良;;高效染料钠晶TiO_2太阳能电池[A];2000'全国光催化学术会议论文集[C];2000年

7 孟昭渊;;太阳能电池应用[A];江苏省能源研究会成立二十周年纪念暨第十届学术年会热电专委会第十二届年会暨学术报告会论文集[C];2004年

8 王信春;;富铟与富铜CuInSe_2薄膜的光电性能[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年

9 胡昊伟;黄敏;;谈太阳能路灯原理[A];土木建筑学术文库(第12卷)[C];2009年

10 李永舫;;用于聚合物太阳能电池的高效共轭聚合物光伏材料[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 黄女瑛 DigiTimes;[N];电子资讯时报;2007年

2 记者　 郭云飞 通讯员　 张世平;[N];湖南日报;2006年

3 詹铃;[N];21世纪经济报道;2006年

4 杨先碧;[N];学习时报;2007年

5 天同证券 张锐;[N];证券时报;2006年

6 本报记者 翁海华;[N];21世纪经济报道;2007年

7 记者 张国伟;[N];中国贸易报;2008年

8 无暇;[N];中国经济导报;2008年

9 本报记者王颖春 采写;[N];中国经济导报;2008年

10 梁丽英;[N];中华建筑报;2000年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 刘一婷;基于酞菁铜的太阳能电池的研究[D];大连理工大学;2011年

2 李福民;反型聚合物太阳能电池的研究[D];吉林大学;2011年

3 李国龙;聚合物太阳能电池中光吸收增强效应的研究[D];浙江大学;2012年

4 宋明辉;聚光多结太阳能电池的设计、制备及可靠性研究[D];华中科技大学;2012年

5 陶晨;反型体异质结聚合物太阳能电池的研究[D];吉林大学;2010年

6 薛丽丽;有机/聚合物太阳能电池：活性层结构、形貌及光伏性能[D];吉林大学;2010年

7 邹业;有机小分子太阳能电池的效率优化及衰减性研究[D];北京交通大学;2012年

8 郭桂全;太阳能电池正面银浆的制备及其性能研究[D];中南大学;2012年

9 庞杰;知识流动理论框架下的科学前沿与技术前沿研究[D];大连理工大学;2011年

10 赵保星;晶硅太阳电池TiO_2陷光薄膜[D];中南大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 刘春;基于太阳能的嵌入式路灯控制系统的研究与应用[D];南京航空航天大学;2010年

2 刘瑞;利用不同阴极缓冲层改善有机小分子Pentacene/C_（60）太阳能电池的性能[D];北京交通大学;2010年

3 和川;用电化学阻抗谱研究染料敏化太阳能电池的电子传输与复合特性[D];复旦大学;2010年

4 赵爱婷;三芳基咪唑的富勒烯衍生物的合成及其在CdSe量子点太阳能电池的应用[D];华南理工大学;2010年

5 张兴良;太阳能电池CuInS_2薄膜和ZnS薄膜的制备与性能研究[D];武汉理工大学;2010年

6 白静璐;SCNTs和PPDIF应用于聚合物太阳能电池中的研究[D];北京交通大学;2011年

7 张春萍;CuO薄膜的制备及其光伏特性研究[D];杭州电子科技大学;2010年

8 徐丹;敏化太阳能电池中染料的合成研究[D];郑州大学;2010年

9 国霞;含噻吩和噻唑基元的共轭聚合物的合成和光伏性能研究[D];湘潭大学;2010年

10 马艳红;太阳能电池聚合物材料及DNA大分子的分子模拟[D];吉林大学;2011年

  本文关键词：美国能源政策的启示及我国新能源发展对策，由笔耕文化传播整理发布。

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