本文關(guān)鍵詞：用于有機(jī)透明光伏器件背電極修飾的光子晶體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能模擬研究

  更多相關(guān)文章： 有機(jī)透明光伏 光子晶體 光學(xué)塔姆態(tài) 溫室

【摘要】：有機(jī)透明光伏器件因其在建筑物窗玻璃、汽車擋風(fēng)玻璃、植物溫室、移動(dòng)電子設(shè)備以及裝飾藝術(shù)產(chǎn)品等方面的獨(dú)特應(yīng)用受到人們的廣泛關(guān)注。由于照射到太陽能電池的太陽光是一定的,越多的太陽光被活性層材料吸收轉(zhuǎn)化成電能意味著透過電池的太陽光則會(huì)減少,反之亦然。如何使器件在保證充足光吸收效率的同時(shí)對(duì)太陽光還能有充分的光透射,是設(shè)計(jì)有機(jī)透明太陽能電池結(jié)構(gòu)要解決的核心問題。解決這一矛盾的基本思路是通過對(duì)器件吸收和透射波段進(jìn)行調(diào)控,使電池吸收更多的紅外和紫外光用來發(fā)電,以確保器件有足夠高的光電轉(zhuǎn)化效率,同時(shí)盡可能少地吸收可見光以保證器件可見光的透射率。本文基于透射可見光吸收紅外光的基本思想,設(shè)計(jì)出兩種制作工藝簡(jiǎn)單、綜合性能良好的光子晶體用來修飾有機(jī)透明太陽能電池的背電極,實(shí)現(xiàn)了器件對(duì)太陽光的選擇性吸收和透射。具體內(nèi)容如下:1、設(shè)計(jì)了由兩個(gè)周期的Si和SiO2組成的光子晶體來修飾結(jié)構(gòu)為ITO/MoO3/PDTP-DFBT:PCBM/TiO2/ITO的透明電池背電極。計(jì)算結(jié)果顯示器件在450~500nm以及700~900nm兩個(gè)波段吸收顯著增強(qiáng),同時(shí)保證了450~700nm范圍內(nèi)的透射。器件的短路電流密度達(dá)到17.25 mA/cm2,相比于無光子晶體修飾的器件提高了36.5%。2、設(shè)計(jì)了由不同厚度的TiO2和LiF組成的多周期串聯(lián)光子晶體,用于ITO/PEDOT:PSS/PDTP-DFBT:PCBM/Ag電池的背電極修飾,所設(shè)計(jì)的器件對(duì)可見光的透射率和近紅外光吸收率選擇性增強(qiáng),平均透射率達(dá)到40.3%,并且對(duì)于植物生長提供高品質(zhì)的透射譜,短路電流也有提高。通過計(jì)算電場(chǎng)分布,分析得到串聯(lián)光子晶體分波段選擇性增強(qiáng)的原因在于400~700nm激發(fā)的光學(xué)塔姆態(tài)效應(yīng)。
【關(guān)鍵詞】：有機(jī)透明光伏 光子晶體 光學(xué)塔姆態(tài) 溫室
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 主要符號(hào)說明10-12
• 第一章 緒論12-28
• 1.1 引言12-13
• 1.2 有機(jī)太陽能電池概述13-19
• 1.2.1 有機(jī)太陽能電池發(fā)展13-14
• 1.2.2 有機(jī)太陽能電池幾種典型結(jié)構(gòu)14-15
• 1.2.3 有機(jī)太陽能電池工作原理及其性能參數(shù)15-18
• 1.2.4 有機(jī)透明太陽能電池概述18-19
• 1.3 透明薄膜太陽能電池光電管理技術(shù)概述19-25
• 1.3.1 透明電極的研究現(xiàn)狀20-22
• 1.3.2 活性層材料的合成22
• 1.3.3 表面等離子體光調(diào)控22-24
• 1.3.4 光子晶體的光調(diào)控24-25
• 1.4 本文的研究意義及主要內(nèi)容25-28
• 第二章 基礎(chǔ)理論與算法驗(yàn)證28-36
• 2.1 引言28
• 2.2 DBR簡(jiǎn)介28-30
• 2.3 OTS簡(jiǎn)介30-32
• 2.3.1 金屬與光子晶體的界面處的OTS的激發(fā)31-32
• 2.3.2 不同的PC界面處的OTS的激發(fā)32
• 2.4 算法及其正確性驗(yàn)證32-36
• 2.4.1 計(jì)算方法簡(jiǎn)介32-33
• 2.4.2 二維結(jié)構(gòu)計(jì)算方法驗(yàn)證33-34
• 2.4.3 三維結(jié)構(gòu)計(jì)算方法驗(yàn)證34-36
• 第三章 單節(jié)PC修飾背電極的TOPV設(shè)計(jì)36-46
• 3.1 引言36
• 3.2 算法與模型建立36-37
• 3.3 器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)37-42
• 3.3.1 光子晶體層材料選擇37-40
• 3.3.2 光子晶體層厚度的優(yōu)化40-42
• 3.3.3 疊放次序的討論42
• 3.4 電池的性能42-46
• 3.4.1 器件的光透射、吸收性能42-43
• 3.4.2 入射角度對(duì)器件性能的影響43-44
• 3.4.3 器件色度44-46
• 第四章 串聯(lián)PC修飾背電極TOPV的設(shè)計(jì)46-58
• 4.1 引言46
• 4.2 器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)46-50
• 4.2.1 基本結(jié)構(gòu)46-47
• 4.2.2 底層光子晶體的設(shè)計(jì)47-48
• 4.2.3 內(nèi)嵌層的設(shè)計(jì)48-50
• 4.3 電池的性能50-55
• 4.3.1 器件的光透射、吸收性能50-53
• 4.3.2 入射角對(duì)電池光吸收和透射性能的影響53-54
• 4.3.3 器件的色度54-55
• 4.4 機(jī)理分析55-58
• 第五章 總結(jié)與展望58-60
• 創(chuàng)新點(diǎn)60-62
• 參考文獻(xiàn)62-68
• 致謝68-70
• 碩士階段科研成果70

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫振東;范世福;;光伏器件在光學(xué)分析儀器中的應(yīng)用[J];分析儀器;1992年01期

2 黃啟雄;袁永波;連加榮;周翔;;薄膜生長速率對(duì)有機(jī)光伏器件性能的影響[J];發(fā)光學(xué)報(bào);2008年03期

3 金鐵凝;陳長鑫;張亞非;;碳納米管光伏器件的研究進(jìn)展[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2012年11期

4 劉芳元;;半導(dǎo)體P—n結(jié)光伏器件的偏置電路分析[J];長春光學(xué)精密機(jī)械學(xué)院學(xué)報(bào);1982年03期

5 劉智勇;徐文濤;王寧;楊小牛;;噴涂法制備大面積倒置聚合物光伏器件[J];應(yīng)用化學(xué);2012年12期

6 梁立志;吳英;石景龍;康博南;;改善有機(jī)光伏器件性能的新型緩沖層[J];高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào);2011年08期

7 王彬彬;宋艷秋;孫二軍;;星型銪(Ⅲ)β-二酮配合物的合成及其有機(jī)光伏器件的表征[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版);2012年02期

8 文靜;王玲;李言謹(jǐn);;結(jié)電容對(duì)光伏器件Ⅰ-Ⅴ特性測(cè)試的影響[J];紅外;2008年05期

9 王斌;何志群;趙t，

本文編號(hào)：750488