【摘要】：半透明有機(jī)太陽(yáng)能電池被認(rèn)為是最有可能在將來(lái)的建筑光伏一體化領(lǐng)域被應(yīng)用的一種光伏器件。因此,半透明有機(jī)太陽(yáng)能電池在近幾年發(fā)展非常快。半透明器件的本質(zhì)是充分利用近紅外區(qū)域太陽(yáng)輻射的吸收并透過(guò)人類(lèi)視覺(jué)最敏感的400-600 nm的光。在非富勒烯體系下的有機(jī)太陽(yáng)能電池研究領(lǐng)域內(nèi),為了使具有合理的可見(jiàn)光透明性的有機(jī)太陽(yáng)能電池具有高透光率和高能量轉(zhuǎn)化效率,在近紅外區(qū)域具有強(qiáng)吸收的光伏材料是必不可少的。因此,我們合成了一個(gè)新型的適合半透明有機(jī)太陽(yáng)能電池的窄帶隙受體材料,將其命名為ITA1。又選取了兩個(gè)同樣適合半透明器件的窄帶隙受體材料,分別是ITVIC和ITVffIC。將三個(gè)受體與PCE10給體進(jìn)行匹配制備擁有高光電效率和良好透光率的半透明器件。我們通過(guò)制備非透明器件并對(duì)器件進(jìn)行優(yōu)化,探究使用三種不同活性層所制備的器件的最優(yōu)能量轉(zhuǎn)換效率,并對(duì)相關(guān)器件數(shù)據(jù)、活性層形貌、活性層載流子遷移率等特性進(jìn)行表征。將器件頂部不透明的鋁電極替換成透明超薄Ag電極來(lái)實(shí)現(xiàn)器件的半透明化,之后我們研究了不同Ag厚度下器件的效率和透過(guò)率。在本文的研究中,PCE10:ITA1活性層在非透明器件下表現(xiàn)出的最高效率為7.37%,半透明器件的最優(yōu)效率具有6.29%。在Ag電極厚度為10 nm時(shí),器件的效率為5.45%,在可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)平均透過(guò)率為31.48%,依據(jù)透過(guò)光譜計(jì)算得到的透過(guò)光色CIE坐標(biāo)為(0.2818,0.3062),這表明器件顯示出了較好的顏色中性。PCE10:ITVIC活性層在非透明電極的器件下最高的效率可以達(dá)到6.36%,其半透明器件最優(yōu)效率為5.97%。在Ag厚度為10 nm時(shí),器件的效率為4.85%,可見(jiàn)光平均透過(guò)率為34.15%,透過(guò)光的CIE色坐標(biāo)為(0.2709,0.2901)。以PCE10:ITVffIC作為活性層的非透明器件的效率是9.49%,半透明器件最優(yōu)效率是8.34%。在Ag電極的厚度為10 nm時(shí),器件的效率為7.30%,可見(jiàn)光平均透過(guò)率是36.05%,透過(guò)光的CIE色坐標(biāo)為(0.2839,0.2961)。使用新型的受體ITA1制備的半透明器件效率和透光率都還有改進(jìn)提升的空間,而選取的受體ITVffIC的半透明器件則具有了比較優(yōu)秀的效率和透光率,這表明在近紅外區(qū)域吸收強(qiáng)烈的窄帶隙受體ITVffIC有應(yīng)用到半透明有機(jī)太陽(yáng)能電池器件的可能性。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TM914.4
【圖文】：

圖１－２典型的太陽(yáng)能電池測(cè)試系統(tǒng)［３２］逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－２邋Ａｔ＞＾ｐｉｃａｌ邋ｓｅｔｕｐ邋ｆｏｒ邋ｓｏｌａｒ－ｃｅｌｌ邋ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ＾３２１．逡逑在一般的器件測(cè)試中，測(cè)試系統(tǒng)見(jiàn)圖１－２，模擬陽(yáng)光都取ＡＭ邋１．５，即是１００邋ｍＷ逡逑ｃｎＴ２。將這一數(shù)值代入上述公式后，能量轉(zhuǎn)換效率ＰＣＥ即等于填充因子、短路電逡逑流密度和開(kāi)路電壓三者相乘。逡逑外量子轉(zhuǎn)換效率ＥＱＥ：逡逑外量子轉(zhuǎn)換效率ＥＱＥ是Ｅｘｔｅｒｎａｌ邋Ｑｕａｎｔｕｍ邋Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ的簡(jiǎn)稱(chēng)，也可以叫做入射逡逑光子－電子轉(zhuǎn)換效率邋ＩＰＣＥ邋（Ｉｎｃｉｄｅｎｔ邋Ｐｈｏｔｏｎ邋ｔｏ邋Ｃｕｒｒｅｎｔ邋Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ邋Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）。它所逡逑４逡逑

Ｆｉｇｕｒｅ邋１－３邋Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ邋ｃｉｒｃｕｉｔ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｓｏｌａｒ邋ｃｅｌｌｓ．逡逑串聯(lián)電阻兄：逡逑在等效電路圖中，見(jiàn)圖１－３，串聯(lián)電阻基本是載流子在傳輸時(shí)受到的阻礙。當(dāng)逡逑電壓接近開(kāi)路電壓Ｉ，曲線(xiàn)接近線(xiàn)性曲線(xiàn)，串聯(lián)電阻既可以由斜率的倒數(shù)推逡逑導(dǎo)而得：逡逑（１邋Ｖ１逡逑（１－５）逡逑并聯(lián)電阻兄ｈ逡逑同樣的，并聯(lián)電阻等同與電池自身的電阻，也就是負(fù)載。在電壓接近0Ｖ，逡逑曲線(xiàn)近乎線(xiàn)性曲線(xiàn)，此時(shí)并聯(lián)電阻可以用斜率的倒數(shù)推得：逡逑（１邋Ｖ１逡逑－邋（１－６）逡逑－邐５逡逑

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 胡雪花;溫彬彬;;電池結(jié)構(gòu)對(duì)大面積有機(jī)太陽(yáng)能電池性能的影響[J];山東工業(yè)技術(shù);2018年07期

2 ;我國(guó)有機(jī)太陽(yáng)能電池刷新世界紀(jì)錄[J];山東化工;2018年17期

3 田禾;;有機(jī)太陽(yáng)能電池有望商品化[J];國(guó)際學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài);2002年01期

4 ;德國(guó)開(kāi)發(fā)基于半透明有機(jī)太陽(yáng)能電池材料的智能太陽(yáng)鏡[J];軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品;2017年15期

5 黃輝;;有機(jī)太陽(yáng)能電池的發(fā)展、應(yīng)用及展望[J];工程研究-跨學(xué)科視野中的工程;2017年06期

6 李昂;;有機(jī)太陽(yáng)能電池材料研究新進(jìn)展[J];電子世界;2018年06期

7 ;柔性有機(jī)太陽(yáng)能電池研究取得進(jìn)展[J];人工晶體學(xué)報(bào);2018年05期

8 拉迪婭;;有機(jī)太陽(yáng)能電池以及工作方式分析（英文）[J];現(xiàn)代鹽化工;2018年03期

9 ;我國(guó)科學(xué)家在有機(jī)太陽(yáng)能電池領(lǐng)域取得重要突破[J];浙江化工;2018年08期

10 王傳坤;張星;郝艷玲;;有機(jī)太陽(yáng)能電池性能仿真研究[J];化工新型材料;2017年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 賈博宇;陸恒;占肖衛(wèi);;基于十一并稠環(huán)電子受體的有機(jī)太陽(yáng)能電池[A];第五屆新型太陽(yáng)能電池學(xué)術(shù)研討會(huì)摘要集（有機(jī)太陽(yáng)能電池篇）[C];2018年

2 胡拯豪;張福俊;安橋石;;基于二元器件互補(bǔ)的光伏參數(shù)制備三元有機(jī)太陽(yáng)能電池[A];第五屆新型太陽(yáng)能電池學(xué)術(shù)研討會(huì)摘要集（有機(jī)太陽(yáng)能電池篇）[C];2018年

3 高亮;張志國(guó);李永舫;;基于給受體吸收互補(bǔ)的高效全聚合物有機(jī)太陽(yáng)能電池[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第30屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集-第二十二分會(huì)：有機(jī)光伏的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[C];2016年

4 童金輝;熊思醒;毛霖;周印華;;柔性多結(jié)有機(jī)太陽(yáng)能電池:高電壓及大面積化[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第30屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集-第二十二分會(huì)：有機(jī)光伏的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[C];2016年

5 張有丹;張浩力;;并五苯衍生物的單線(xiàn)態(tài)裂分及其在有機(jī)太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用[A];第一屆新型太陽(yáng)能電池暨鈣鈦礦太陽(yáng)能電池學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2014年

6 高興宇;楊迎國(guó);季庚午;鄭官豪杰;;有機(jī)太陽(yáng)能電池和鈣鈦礦太陽(yáng)能電池制備中的同步輻射表征及其構(gòu)效關(guān)系研究[A];第一屆新型太陽(yáng)能電池暨鈣鈦礦太陽(yáng)能電池學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2014年

7 孫倩倩;張�？�;張苗;;通過(guò)極性溶劑浸潤(rùn)的方法提高有機(jī)太陽(yáng)能電池的性能[A];第二屆新型太陽(yáng)能電池學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2015年

8 Zhengguo Xiao;Qingfeng Dong;Wenjing Tian;Hui Huang;Jinsong Huang;;極性小分子對(duì)有機(jī)太陽(yáng)能電池性能的提升（英文）[A];第二屆新型太陽(yáng)能電池學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2015年

9 張苗;張福俊;;兩步倒置處理協(xié)同三元策略制備高效率全小分子有機(jī)太陽(yáng)能電池[A];第四屆新型太陽(yáng)能電池學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2017年

10 石慧;夏若曦;孫辰;肖經(jīng)洋;吳志鴻;黃飛;葉軒立;曹鏞;;基于界面工程及光學(xué)調(diào)控的高效半透明有機(jī)太陽(yáng)能電池[A];第四屆新型太陽(yáng)能電池學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2017年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 記者 劉霞;有機(jī)太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)化率創(chuàng)紀(jì)錄[N];科技日?qǐng)?bào);2018年

2 記者 陳欣然;南開(kāi)大學(xué)：有機(jī)太陽(yáng)能電池研究獲新突破[N];中國(guó)教育報(bào);2018年

3 記者 陳建強(qiáng) 劉茜 通訊員 吳軍輝;我科學(xué)家刷新有機(jī)太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)化光電率最高紀(jì)錄[N];光明日?qǐng)?bào);2018年

4 通訊員 吳軍輝 記者 馮國(guó)梧;有機(jī)太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)化率達(dá)12.7%[N];科技日?qǐng)?bào);2016年

5 記者 邱登科;有機(jī)太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率大幅提高[N];民營(yíng)經(jīng)濟(jì)報(bào);2016年

6 華凌;小分子有機(jī)太陽(yáng)能電池增效50%[N];科技日?qǐng)?bào);2013年

7 記者 馬悍德;青海有機(jī)太陽(yáng)能電池研發(fā)獲重大進(jìn)展[N];科技日?qǐng)?bào);2014年

8 記者 賈明;青海有機(jī)太陽(yáng)能電池研發(fā)取得重大進(jìn)展[N];青海日?qǐng)?bào);2014年

9 劉霞;控制電子自旋可提高有機(jī)太陽(yáng)能電池的效率[N];科技日?qǐng)?bào);2013年

10 本報(bào)駐美國(guó)記者 田學(xué)科;突破有機(jī)太陽(yáng)能電池技術(shù)瓶頸[N];科技日?qǐng)?bào);2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 劉小輝;基于氧化鋅改性界面的有機(jī)太陽(yáng)能電池的制備及性能研究[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所);2017年

2 王文艷;基于金屬銀納米結(jié)構(gòu)改善有機(jī)太陽(yáng)能電池光吸收性能的研究[D];太原理工大學(xué);2017年

3 孫倩倩;優(yōu)化有源層形貌提高有機(jī)太陽(yáng)能電池性能的研究[D];北京交通大學(xué);2017年

4 安橋石;三元有機(jī)太陽(yáng)能電池的制備及機(jī)理研究[D];北京交通大學(xué);2017年

5 鄭毅帆;有機(jī)太陽(yáng)能電池的制備工藝對(duì)其性能的影響研究[D];電子科技大學(xué);2017年

6 孫磊;理論研究給—受體型有機(jī)分子激發(fā)態(tài)性質(zhì)及其在材料中的應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2011年

7 陳建華;D-A型有機(jī)小分子光伏材料的合成及其結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系研究[D];湘潭大學(xué);2016年

8 張光;有機(jī)光伏二極管的光電子性能研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2010年

9 許美鳳;高效穩(wěn)定的有機(jī)太陽(yáng)能電池的界面研究[D];蘇州大學(xué);2015年

10 黨東鋒;含噻吩或噻吩稠環(huán)單元的有機(jī)光伏材料的合成及其性能研究[D];湘潭大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 郭澤邦;三元體異質(zhì)結(jié)有機(jī)太陽(yáng)能電池制備及機(jī)理研究[D];北京交通大學(xué);2018年

2 蔣衛(wèi)剛;基于引達(dá)省衍生物小分子材料的合成與光伏性能研究[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所);2017年

3 李騰騰;基于P3HT及稠環(huán)共軛聚合物有機(jī)太陽(yáng)能電池器件性能研究[D];太原理工大學(xué);2018年

4 謝q世

本文編號(hào)：2737849