【摘要】：在過去的二十多年來,金屬納米結(jié)構(gòu)是最受歡迎的光捕獲結(jié)構(gòu)之一,在有機光電器件中得到了廣泛的應(yīng)用。本論文以PTB7:PCBM為活性層材料,在有機太陽能電池活性層中引入不同的陣列型銀納米結(jié)構(gòu),用有限元法和時域有限差分法研究活性層吸收性能,以及其結(jié)構(gòu)參數(shù)和形貌對有機太陽能電池吸收性能的影響。具體包括:1.對倒置平板有機太陽能電池活性層厚度進行優(yōu)化。得到活性層最優(yōu)厚度為104 nm,此時活性層總吸收效率達到70.2%。2.引用一維銀納米條陣列增強光吸收性能的研究。得到周期(p=300 nm)、占空比(r=0.15)、高(h=30 nm)、離活性層底部距離(d=20 nm)的最優(yōu)參數(shù)情況下,電池活性層光吸收效率相對于平板活性層光吸收提高了7.63%。通過對增強吸收峰處的場分布進行分析,可知豐富的光子模式、表面等離激元模式及這兩種模式的雜化模式的激發(fā)是增強光吸收的原因所在。一維銀納米條參數(shù)p、r、h、d對有機太陽能電池光吸收性能有重要調(diào)控規(guī)律。當h(d)較高時,活性層光吸收達到最大值時對應(yīng)的d(h)值較小。3.引用二維銀納米片陣列增強光吸收性能的研究。得到p=1300nm、r=0.5、h=45 nm、d=5 nm的最優(yōu)參數(shù)結(jié)構(gòu)下,電池活性層光吸收效率相對于平板活性層光吸收提高了7.57%。豐富的光子模式、表面等離激元模式及這兩種模式的雜化模式的激發(fā)同樣是增強光吸收的原因所在。隨著占空比的增大,小周期太陽能電池器件的敏感度增加較快,而對于大周期的太陽能電池增加較慢。4、最后對二維銀納米結(jié)構(gòu)的形貌對有機太陽能電池光吸收性能的影響做了分析,包括二維銀納米片陣列變形為二維銀納米十字叉陣列、二維銀納米方形環(huán)陣列。得出共同結(jié)論:在增強有機太陽能電池光吸收性能方面,銀納米片陣列結(jié)構(gòu)優(yōu)于十字叉陣列和方形環(huán)陣列結(jié)構(gòu)。我們設(shè)計的基于二維銀納米片陣列的有機太陽能電池,有大周期,相比于那些復(fù)雜的光柵結(jié)構(gòu),更易于工藝加工。
【圖文】：

為卷對卷的全自動的無紡布絲印機Fig.1-1Roll-to-roll

太陽能電池光電轉(zhuǎn)換發(fā)展進展圖
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM914.4

【參考文獻】

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本文編號：2567013