基于金屬納米顆粒調(diào)控的表面等離子增強(qiáng)有機(jī)太陽能電池研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文論文題目基于金屬納米顆粒調(diào)控的表面等離子增強(qiáng)有機(jī)太陽能電池研究研究生姓名程盼盼指導(dǎo)教師姓名李艷青專業(yè)名稱無機(jī)化學(xué)研究方向有機(jī)太陽能電池論文提交日期2013年4月基于金屬納米顆粒調(diào)控的表面等離子增強(qiáng)有機(jī)太陽能電池研究中文摘要I中文摘要由于聚合物太陽能電池具有制作成本低、制備工藝簡單且可以大面積成膜制備等優(yōu)點(diǎn)近年來受到越來越多的關(guān)注。雖然，目前報(bào)道的聚合物電池的效率已經(jīng)超過10%，但是，與無機(jī)太陽能電池相比，效率仍舊很低。限制聚

2、合物太陽能電池效率的一個主要因素是活性層材料不能有效地對光進(jìn)行吸收和利用。如何增強(qiáng)聚合物太陽能電池的光吸收已受到該研究領(lǐng)域越來越廣泛的關(guān)注。本文結(jié)合當(dāng)前研究進(jìn)展以及實(shí)驗(yàn)室條件，通過引入金屬納米顆粒的表面等離子效應(yīng)，在不增加活性層厚度的情況下來實(shí)現(xiàn)聚合物太陽能電池的光吸收增強(qiáng)。研究表明明，金屬納米顆粒的表面等離子效應(yīng)可以有效地提高聚合物太陽能電池對光的吸收，進(jìn)而提高其光電轉(zhuǎn)化效率。本論文運(yùn)用真空蒸發(fā)鍍膜技術(shù)和旋涂制膜技術(shù)制備基于P3HT:

3、PCBM和P3HT:ICBA的聚合物太陽能電池。利用金、銀納米顆粒的表面等離子效應(yīng)增加聚合物太陽能電池的光吸收，研究了器件的電流電壓特性(IV)，外量子轉(zhuǎn)化效率(IPCE)及其它性能的改變，具體內(nèi)容如下：1.利用濺射法制備了AuNPs，并將其應(yīng)用到正置和反置聚合物太陽能電池中，但由于AuNPs的散射效應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其近場表面等離子效應(yīng)，使得活性層中的吸收減弱，最終導(dǎo)致置器件性能降低，由此可知將濺射法制備AuNPs應(yīng)用到聚合物太陽能電池的透明

4、電極處，利用其表面等離子效應(yīng)提高光伏器件效率這一方法是行不通的。2.通過將真空蒸鍍的Ag納米顆粒引入到金屬電極附近的MoO3層中形成MoO3AgMoO3夾層結(jié)構(gòu)來增加P3HT:PC61BM體相異質(zhì)結(jié)聚合物太陽能電池的光吸收。相同條件下與不加AgNPs的參比電池相比，光電流有了明顯增強(qiáng)，同時(shí)開路電壓和填充因子也有所增加，器件的轉(zhuǎn)換效率顯著增強(qiáng)。研究表明，AgNPs在金屬電極處的背散射效應(yīng)可以增加活性層中的光吸收，從而促進(jìn)了電荷的收集，提高