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  本文關(guān)鍵詞：美國能源政策的啟示及我國新能源發(fā)展對策，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《浙江大學(xué)》 2012年

聚合物太陽能電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計與性能優(yōu)化

黃卓寅  

【摘要】：聚合物太陽能電池由于其潛在的價格優(yōu)勢與可制作大面積柔性器件的優(yōu)點,近年來成為國際眾多研究機構(gòu)和企業(yè)的研究熱點。相比于電池功能層材料的突飛猛進,電池結(jié)構(gòu)的設(shè)計近十年來卻沒有太多變化,研究新型的電池結(jié)構(gòu)對于提高器件性能與適用環(huán)境等都有重要意義。本研究工作以制作性能穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)器件為起步,通過分析器件光學(xué)與電學(xué)性能并以光學(xué)模擬為輔助,最終制作出內(nèi)嵌光柵的類波浪形新型器件。 從聚合物太陽能電池標(biāo)準(zhǔn)器件的制備設(shè)備與制備流程兩個角度入手對聚合物太陽能電池標(biāo)準(zhǔn)器件的制作與性能優(yōu)化進行論述。聚合物太陽能電池所需要的制備設(shè)備較多,通過兩年多的實踐積累,文中給出了一套較為可靠的器件制備系統(tǒng)。電池器件的制作流程介紹包括電極、功能層、緩沖層等多層薄膜的制作,論文分析了制作工藝對器件性能的影響。此外,文中還闡述一些優(yōu)化電池性能的工藝方法。 聚合物太陽能電池的功能層光學(xué)常數(shù)參數(shù)對于薄膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計十分重要。文中提出了一種基于聚合物材料色散模型,通過透射光譜擬合確定薄膜光學(xué)常數(shù)(包括折射率與消光系數(shù))和厚度的計算方法。該種方法通過簡單的透射率擬合就可以得到比較準(zhǔn)確的參數(shù)值,對于聚合物太陽能電池工業(yè)的大規(guī)模生產(chǎn)的膜厚監(jiān)控具有重要的意義。文中用該種方法還分析了不同處理工藝對器件性能的影響,并得到器件光學(xué)常數(shù)與光伏特性在優(yōu)化過程中的變化趨勢。 利用光學(xué)模擬確定結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦法制作光柵結(jié)構(gòu),制備了內(nèi)嵌陷光結(jié)構(gòu)的器件。本文以透射率擬合獲取光學(xué)常數(shù),再通過精密耦合波分析方法模擬出不同結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)參數(shù)下的器件吸收。最后以擬合得到的最優(yōu)參數(shù)為基礎(chǔ),以機械摩擦陽極緩沖層PEDOT:PSS作為光柵起始層,其余薄膜通過復(fù)型得到光柵結(jié)構(gòu),形成類波浪形器件結(jié)構(gòu)。器件最高性能較之前所制作標(biāo)準(zhǔn)器件提高27%。本文從掃描電鏡測試(SEM),原子力顯微鏡測試(AFM),外量子效率(IPCE)與吸收光譜等多種方式分析該種器件的形貌結(jié)構(gòu)與能量轉(zhuǎn)化性能。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

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本文編號：189296