有機(jī)太陽(yáng)能電池的數(shù)值研究.pdf

1、近年來(lái)，有機(jī)太陽(yáng)能電池的研究已經(jīng)成為一個(gè)熱點(diǎn)，并取得長(zhǎng)足的進(jìn)展，逐漸應(yīng)用在現(xiàn)實(shí)生活中，但進(jìn)一步開(kāi)發(fā)穩(wěn)定性好、轉(zhuǎn)換效率高、壽命長(zhǎng)，成本低的有機(jī)太陽(yáng)能電池是現(xiàn)階段以及今后研究工作的主要目標(biāo)。相比實(shí)驗(yàn)研究取得的巨大成就，人們對(duì)有機(jī)太陽(yáng)能電池工作的物理機(jī)理的掌握尚顯不足，這嚴(yán)重制約了有機(jī)太陽(yáng)能性能的提高。由于有機(jī)太陽(yáng)能電池內(nèi)部工作機(jī)理不同于無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池，所以建立一套適用于有機(jī)太陽(yáng)能電池工作機(jī)制理論模型非常的重要?；诖?，本論文作了如下工作：

2、 1.簡(jiǎn)單有機(jī)太陽(yáng)能電池即在電極/有機(jī)層/電極，雖然其轉(zhuǎn)化效率低，現(xiàn)階段對(duì)其研究較少。但是其能較好的描述出有機(jī)太陽(yáng)能電池的基本工作原理，其他結(jié)構(gòu)都是在這個(gè)結(jié)構(gòu)上拓展而來(lái)的。把Koster等人的模型擴(kuò)展應(yīng)用于一般的單層機(jī)太陽(yáng)能電池上，考慮了遷移率隨電場(chǎng)和溫度的變化。通過(guò)計(jì)算和分析，可以看出電子和空穴遷移率單獨(dú)的增強(qiáng)能提高短路電流，但會(huì)對(duì)開(kāi)路電壓有輕微影響，保證電子遷移率和空穴遷移率相等并同步增大它們則會(huì)保持一個(gè)穩(wěn)定的開(kāi)路電壓。同時(shí)也

3、發(fā)現(xiàn)改變激子的產(chǎn)生率，激子，禁帶寬度，和電子空穴距離都對(duì)性能有較大的影響。 2.體異質(zhì)結(jié)電池主要是由兩種給體材料和受體材料按一定的比例混合而成，他能提高激子的分離率從而極大的提高了器件的光能轉(zhuǎn)換效率。在使用Onsager提出的成對(duì)復(fù)合理論基礎(chǔ)上對(duì)建立了數(shù)值模型。通過(guò)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相對(duì)照，證明了模型的正確性，。通過(guò)計(jì)算和分析，可以看出提高有效電壓可以提升分離率和復(fù)合率，從而使光電流增大。但當(dāng)有效電壓提升到一定程度，分離率接近1，復(fù)合率

4、降低0.1以下，繼續(xù)增加有效電壓，光電流增加較少。隨著有效電壓的升高，光電流密度逐漸增大，同時(shí)不同溫度引起的光電流差異逐漸減小。 3.平面異質(zhì)結(jié)電池主要是由給體材料層和受體材料受體按疊放而成，這種結(jié)構(gòu)可以很好的降低載流子的復(fù)合率，提高光能轉(zhuǎn)換效率，但同時(shí)由于兩種材料的接觸面較小，很大程度上的降低了光生載流子的速率從而降低了光電流的大小。這里我們結(jié)合有機(jī)平面異質(zhì)結(jié)的光敏層的特殊性，并結(jié)合Scott和Maliliantons的電子熱