隨著人類環(huán)保意識的增強(qiáng),越來越多的人開始關(guān)注環(huán)境污染所帶來的影響與危害,研究與利用新型的可再生能源已經(jīng)得到許多國家的重視。但是如何高效的利用可再生能源一直是困擾研究人員的問題。太陽能作為清潔能源的典型代表,其蘊(yùn)含著巨大的能量,但卻得不到合理利用。太陽能電池可以將光能有效的轉(zhuǎn)變成為電能,因此關(guān)于太陽能電池的研究與利用從未停止。因?yàn)楣鑶钨|(zhì)加工技術(shù)的穩(wěn)定發(fā)展和逐漸成熟,無機(jī)太陽能電池率先映入人們的眼簾,隨著科技的不斷進(jìn)步,硅太陽能電池的效率已經(jīng)接近理論極限,而且加工成本一直居高不下,所以部分研究人員將研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)到有機(jī)太陽能電池。有機(jī)太陽能電池具有易制備,成本低,柔性可穿戴,可大面積印刷的特性。制備更好的有機(jī)太陽能電池,一直是科研工作者們努力研究的方向,但是有機(jī)太陽能電池目前還處在實(shí)驗(yàn)室研究階段,性能也不是十分穩(wěn)定,吸收光譜窄,光能吸收少,光電轉(zhuǎn)化效率低下,一直是困擾著研究人員的關(guān)鍵問題。克服上述關(guān)鍵問題,提高有機(jī)聚合物太陽能電池的穩(wěn)定性和效率迫在眉睫。本文將致力于從優(yōu)化載流子傳輸損失,改善活性層同傳輸層的界面接觸,減小傳輸電阻的角度來改善有機(jī)聚合物太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率。首先,本文使用的有... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

新能源汽車示意圖

第一章引言2人類共同居住在同一個(gè)地球村，應(yīng)該珍惜不可再生能源，加強(qiáng)對于不可再生能源的保護(hù)與利用[1-2]。2018年發(fā)布的《全球可再生能源現(xiàn)狀報(bào)告》總結(jié)了過去十年間可再生能源的發(fā)展?fàn)顩r。如圖1.2所示。光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)連續(xù)第二年成為新增裝機(jī)排行榜榜首。2017年光伏新增裝機(jī)容量為98GW，相比于2007年增加了90GW，累計(jì)裝機(jī)總量達(dá)到402GW。圖1.22007-2017年，全球光伏發(fā)電裝機(jī)和年新增裝機(jī)情況太陽已經(jīng)為地球服務(wù)了上萬年，保守估計(jì)，太陽還能夠?yàn)槲覀兲峁⿴资f年的陽光與熱量。太陽能作為清潔能源的代表，如果不能夠得到適當(dāng)?shù)膽?yīng)用，將是一種極大的浪費(fèi)。因此如何有效的利用太陽能得到了許多研究者的關(guān)注，是一個(gè)亟待解決的問題。隨著科技發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)太陽能電池是利用和轉(zhuǎn)化太陽能的一種有效方式，各種太陽能電池的模型與研究應(yīng)運(yùn)而生。太陽能電池利用光電轉(zhuǎn)化作用將光能轉(zhuǎn)化為電能，然后通過連接外電路進(jìn)行做功。但是太陽能電池存在一個(gè)難以忽略的問題，即光電轉(zhuǎn)化效率低，能量利用率差。成熟的無機(jī)硅太陽能電

第一章引言3池受限于自身的材料，轉(zhuǎn)化效率的上限理論上只有25%，所以科研人員將研究的主體轉(zhuǎn)向有機(jī)太陽能電池。相比于無機(jī)太陽能電池，有機(jī)太陽能電池具有容易制作，成本低，有發(fā)展?jié)摿Φ奶匦浴Ｈ鐖D1.3所示，其選取可以吸光的高分子有機(jī)材料作為活性層，利用光電效應(yīng)將能量大于禁帶寬度的光子轉(zhuǎn)化為電子，然后通過電子和空穴傳輸層將激發(fā)的電子和空穴運(yùn)送到電池的兩端�？纱┐麟娮釉O(shè)備將會隨著科技發(fā)展給人類生活帶來的一個(gè)新的變化，而可穿戴設(shè)備如何進(jìn)行充電將是一個(gè)困擾著科研人員的新問題。因此有機(jī)太陽能電池的研究和發(fā)展顯得至關(guān)重要。如果能夠?qū)⒂袡C(jī)太陽能電池投入生產(chǎn)并有效利用，那么人類所遇到的能源危機(jī)便可以得到有效的緩解[3-4]。圖1.3（a）無機(jī)太陽能電池示意圖（b）有機(jī)太陽能電池示意圖雖然有機(jī)聚合物太陽能電池存在著很多的優(yōu)點(diǎn)，但是它卻一直沒有在市場上得到應(yīng)用，電池的性能低一直是困擾著研究人員的原因之一。首先，有機(jī)聚合物太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率低，光能吸收少。太陽光由多種不同頻率的光組成，其波長的跨度很廣。但是每種有機(jī)聚合物活性層的光吸收特性圖譜都不盡相同，導(dǎo)致活性層只能對某一頻段的太陽光進(jìn)行吸收，也就造成了太陽光的利用率比較低；其次，太陽光被活性層吸收以后，活性層要將光電效應(yīng)產(chǎn)生的載流子通過傳輸層傳輸?shù)诫姵氐膬啥�。由于傳輸過程中存在著很多的缺陷與勢壘，所以電子和空穴在進(jìn)行移動傳輸過程中會發(fā)生大量的淬滅與復(fù)合，只有很少量的載流子可以順利通過傳輸層傳遞到電池兩端；另外，有機(jī)聚合物太陽能電池的穩(wěn)定性比較差，長時(shí)間暴露在空氣中可能導(dǎo)致效率發(fā)生急劇下降；其次，有機(jī)物太陽能電池的制作手法還不是很成熟，目前還處于實(shí)驗(yàn)室的摸索階段。由以上的總結(jié)我們可以看出，提高有?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]太陽能光伏建筑一體化[J]. 龍文志.  建筑節(jié)能. 2009(07)



本文編號：3603461