金屬微腔結(jié)構(gòu)提高聚合物太陽能電池性能的研究.pdf

1、長春工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要能源問題是目前世界各國之間矛盾沖突的首要問題。由于傳統(tǒng)能源如石油、煤炭等資源日益枯竭，人們正逐漸研究開發(fā)利用資源充足且十分清潔環(huán)保的太陽能。近年來，新型聚合物太陽能電池以其成本低廉，柔韌性好，質(zhì)量輕等優(yōu)勢成為太陽能電池開發(fā)領(lǐng)域的重點。本論文闡述了太陽能電池的分類、聚合物太陽能電池的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀、太陽能電池的基本原理、重要參數(shù)及電池結(jié)構(gòu)。在傳統(tǒng)的聚合物太陽能電池中，通常使用透明度較高的導(dǎo)電ITO玻璃作為電極，

2、但是ITO電極易脆，導(dǎo)電率低，且銦是一種稀有金屬，使得ITO電極造價昂貴。因此本文研究并利用W03／Au／W03疊層透明電極代替?zhèn)鹘y(tǒng)ITO電極。提出了AuAl金屬微腔新結(jié)構(gòu)的聚合物太陽能電池，并完成了以P3HT：ICBA及PCDTBT：PC70BM為活性層的兩種AuAl微腔聚合物電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計及實驗制備。通過制備的電池實驗性能測試分析，新結(jié)構(gòu)器件提高了太陽能電池的短路電流密度及功率轉(zhuǎn)換效率。通過傳輸矩陣法(卟n嗄)光學(xué)模型對設(shè)計的器件性

3、能進(jìn)行模擬驗證，模擬結(jié)果與實驗測試結(jié)果匹配，證明了實驗設(shè)計方案合理有效?；谠O(shè)計的Am燦金屬微腔結(jié)構(gòu)太陽能電池可降低生產(chǎn)成本，且效率有一定的提高，對于今后聚合物太陽能電池的實際應(yīng)用及商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)有一定的參考價值。關(guān)鍵詞：聚合物太陽能電池金屬微腔透明電極長春工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文目錄摘要IAbstractII第一章緒論111研究背景及意義112太陽能213太陽能電池的分類414有機(jī)聚合物太陽能電池的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀615本論文主要研究內(nèi)容1

4、3第二章太陽能電池原理1521半導(dǎo)體簡介1522電子空穴對1723PN結(jié)1824無機(jī)太陽能電池的工作原理1925有機(jī)聚合物太陽能電池的基本工作原理2026有機(jī)聚合物太陽能電池的重要參數(shù)2227有機(jī)聚合物太陽能電池的結(jié)構(gòu)25第三章可代替?zhèn)鹘y(tǒng)IT0的疊層透明電極的設(shè)計制備與表征3231疊層透明電極替代ITO電極的優(yōu)勢3232復(fù)合透明電極材料簡介3233疊層透明電極的制備與表征33第四章Au—A1微腔結(jié)構(gòu)提高P3HT：ICBA聚合物太陽能電池

5、性能的研究3841給體材料及受體材料的性質(zhì)3842P3HT：ICBA非ITO微腔結(jié)構(gòu)器件與ITO非微腔對比器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與能級分析一3943P3HT：ICBA非ITO微腔結(jié)構(gòu)器件與ITO非微腔對比器件的制備4144器件的參數(shù)測量與討論42第五章AuA1微腔結(jié)構(gòu)提高PCDTBT：P‰BM聚合物太陽能電池性能的研究4951給體材料及受體材料的性質(zhì)4952PCDTBT：PC70BM非ITO微腔結(jié)構(gòu)器件與ITO非微腔對比器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與能級分析