本文關(guān)鍵詞：有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及效率優(yōu)化研究

  更多相關(guān)文章： 有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池 給體低濃度摻雜 體異質(zhì)結(jié) 疊層有機(jī)太陽(yáng)能電池 Au納米顆粒 Au:Ag混合納米顆粒 局域表面等離激元共振

【摘要】：有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池由于其材料選擇的靈活性、成本低、制備簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)而引起了廣泛的關(guān)注。雖然有機(jī)太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率低于無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池,但是在過(guò)去的幾年里已經(jīng)超過(guò)了10%。因此需要進(jìn)一步提高其效率實(shí)現(xiàn)其商業(yè)應(yīng)用。本論文通過(guò)對(duì)有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池器件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及物理機(jī)制的研究來(lái)提高其效率,主要研究工作集中在以下幾個(gè)方面:1.研究了SubPc界面層對(duì)給體低濃度摻雜的體異質(zhì)結(jié)有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池光伏性能的影響。在結(jié)構(gòu)為ITO/MoO_3/5wt%TAPC:C70/Bphen/Al的器件中,MoO_3/5wt%TAPC:C70界面處引入SubPc作為界面層,器件的效率達(dá)到4.95%,與對(duì)比器件相比,效率提高了約28%。在此基礎(chǔ)上,制備了器件結(jié)構(gòu)為ITO/MoO_3/SubPc/5wt%TAPC:C70/Bphen/Ag/MoO_3/SubPc/5wt%TAPC:C70/Bphen/Al的疊層太陽(yáng)能電池,效率達(dá)到7.27%,與對(duì)比器件相比,效率提高了47%。研究表明界面層的引入,在MoO_3/SubPc和SubPc/C70界面處可以形成能帶彎曲,提高了器件的空穴收集能力,從而使器件的短路電流提高,串聯(lián)電阻減小。2.研究了基于Au納米顆粒表面等離激元增強(qiáng)的有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池。采用真空熱沉積的方法在ITO基板上制備了Au納米顆粒,并構(gòu)筑了結(jié)構(gòu)為ITO/Au NPs/MoO_3/DBP/C70/Bphen/Al的有機(jī)太陽(yáng)能電池。通過(guò)優(yōu)化Au薄膜和MoO_3的厚度,器件的效率可達(dá)3.29%。與對(duì)比器件相比,器件的效率提高了21.4%。研究表明器件性能的提高是由于Au納米顆粒的表面等離激元效應(yīng)導(dǎo)致了局域的電磁場(chǎng)增強(qiáng),從而提高器件的光吸收效率,同時(shí)器件的導(dǎo)電性也得到提高。3.研究了基于Au:Ag混合納米顆粒表面等離激元增強(qiáng)的有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池。采用真空共沉積的方法制備Au:Ag混合納米顆粒,制備了器件結(jié)構(gòu)為ITO/Au:Ag/MoO_3/DBP/C70/Bphen/Al的太陽(yáng)能電池。通過(guò)優(yōu)化Au:Ag混合比例和MoO_3的厚度,器件的最高效率可達(dá)3.32%。與對(duì)比器件相比,器件效率提高了22.5%。研究表明,器件性能的提高同樣是由于器件吸收效率的提高和導(dǎo)電性的增加。由于Au和Ag具有不同的介電常數(shù),因此Au:Ag混合納米顆粒能夠獲得更寬的表面等離激元共振光譜,從而在更大范圍內(nèi)提高器件的吸收效率。同時(shí)也發(fā)現(xiàn),采用真空共沉積的方法制備的Au和Ag納米顆粒粒徑差別較大。對(duì)于Au和Ag納米顆粒而言,MoO_3的厚度無(wú)法同時(shí)達(dá)到他們所需的最優(yōu)值,因此,無(wú)法發(fā)揮混合納米顆粒的最佳效果。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM914.4

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 魏杰;王東田;李傳響;王葉青;;有機(jī)小分子在修飾鉑電極上的電化學(xué)氧化[J];稀有金屬材料與工程;2013年01期

2 丁楊;毛英臣;許佩軍;宛素鈺;劉銳;李貝貝;;有機(jī)小分子溶液的紅外吸收光譜的分子動(dòng)力學(xué)模擬[J];遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年01期

3 田立穎,唐小真;極性有機(jī)小分子PC-Nafion膜的結(jié)構(gòu)特性[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2004年11期

4 ;[J];;年期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 胡海宇;陳傳峰;;新型有機(jī)小分子凝膠[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)全國(guó)第十三屆大環(huán)化學(xué)暨第五屆超分子化學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)論文選集[C];2006年

2 劉重陽(yáng);管愛(ài)國(guó);吳國(guó)章;;聚丙烯酸酯/有機(jī)小分子雜化材料的阻尼增效機(jī)理研究[A];2013年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集——主題C：高分子結(jié)構(gòu)與性能[C];2013年

3 金蓮姬;張珉;蘇忠民;;C_(60)內(nèi)嵌有機(jī)小分子及其性質(zhì)的理論研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第九屆全國(guó)量子化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨慶祝徐光憲教授從教六十年論文摘要集[C];2005年

4 龔流柱;;有機(jī)小分子催化的不對(duì)稱多組分反應(yīng)[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)不對(duì)稱催化分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

5 陳剛;丁奎嶺;;吡咯烷基磷酸酯類有機(jī)小分子催化的Michael加成反應(yīng)研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)不對(duì)稱催化分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

6 徐春祥;薛清華;徐洪光;唐潔影;張俊祥;崔一平;;多孔氧化鋁/有機(jī)小分子復(fù)合體系中的發(fā)光現(xiàn)象[A];第九屆全國(guó)發(fā)光學(xué)術(shù)會(huì)議摘要集[C];2001年

7 吳海虹;孫彩霞;劉月明;吳鵬;;固載有機(jī)小分子催化材料的合成與應(yīng)用研究[A];第十三屆全國(guó)催化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

8 劉曉娟;逯樂(lè)慧;;表面增強(qiáng)拉曼散射基底的設(shè)計(jì)及其在有機(jī)小分子檢測(cè)中的應(yīng)用[A];第十六屆全國(guó)光散射學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2011年

9 符永鵬;林奇;魏太保;張有明;;長(zhǎng)鏈芳酰腙的合成及凝膠性能研究[A];全國(guó)第十六屆大環(huán)化學(xué)暨第八屆超分子化學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)論文摘要集[C];2012年

10 徐利文;;復(fù)合型金屬/有機(jī)小分子協(xié)同活化催化若干有機(jī)合成反應(yīng)的研究[A];第十六屆全國(guó)金屬有機(jī)化學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2010年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李偉;新型有機(jī)小分子/共軛聚合物的合成與光電性能研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 廖俊旭;新型BODIPY衍生物小分子光伏材料的合成及其性能研究[D];華南理工大學(xué);2016年

3 王渭娜;含氧有機(jī)小分子與氧化鈰表面相互作用的第一性原理研究[D];陜西師范大學(xué);2016年

4 石巖;有機(jī)小分子及金屬催化含氮雜環(huán)化合物的構(gòu)建[D];南京大學(xué);2013年

5 高遠(yuǎn);有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及效率優(yōu)化研究[D];中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所;2017年

6 張明明;環(huán)境刺激響應(yīng)有機(jī)小分子凝膠自組裝行為及形貌研究[D];復(fù)旦大學(xué);2012年

7 莫磊;(1)有機(jī)小分子催化的不對(duì)稱Michael加成反應(yīng)及(2)穩(wěn)定的苯并異吡喃鹽與雙官能團(tuán)苯乙烯的串聯(lián)反應(yīng)研究[D];南京大學(xué);2015年

8 高婷;有機(jī)小分子吸收能的精確計(jì)算：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與支持向量機(jī)方法[D];東北師范大學(xué);2009年

9 李芳;單電荷有機(jī)小分子可控組裝與膜功能化研究[D];華僑大學(xué);2013年

10 王幫根;從均相到多相：若干手性有機(jī)小分子不對(duì)稱催化反應(yīng)研究[D];蘭州大學(xué);2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張戀;金屬釕卟啉利用X-ray單晶衍射法鑒定有機(jī)小分子的結(jié)構(gòu)[D];華中師范大學(xué);2015年

2 程賀龍;有機(jī)小分子的合成及其在Michael/Mannich反應(yīng)中的催化應(yīng)用[D];江蘇科技大學(xué);2015年

3 夏倩;環(huán)境響應(yīng)有機(jī)小分子凝膠的制備及應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2012年

4 楊洪寶;雙組份有機(jī)小分子凝膠的合成與研究[D];大連理工大學(xué);2015年

5 湯忠凱;有機(jī)小分子及銥催化構(gòu)建3-取代氧化吲哚骨架的手性研究[D];南京大學(xué);2015年

6 盧新云;基于有機(jī)小分子與金屬共催化的分子內(nèi)不對(duì)稱Aldol反應(yīng)研究[D];蘭州大學(xué);2015年

7 唐澤彪;含氰基的A-D-A型有機(jī)小分子的合成及性能研究[D];江西科技師范大學(xué);2015年

8 張平;新型有機(jī)小分子凝膠劑的合成、組裝及性能研究[D];河北師范大學(xué);2016年

9 張建;醇溶性有機(jī)小分子陰極界面材料的設(shè)計(jì)與合成及在有機(jī)光伏器件中的應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2016年

10 劉麗麗;金屬有機(jī)框架化合物NH_2-UIO-66和Eu/Zr-MOFs的合成、結(jié)構(gòu)及對(duì)有機(jī)小分子和F~-離子的熒光傳感作用[D];上海師范大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：1271452