聚合物太阳能电池中光吸收增强效应的研究
聚合物太阳能电池中光吸收增强效应的研究【摘要】:聚合物太阳能电池因其可溶液成膜的制备工艺、可弯曲和大面积成膜的优势及光学吸收波长的可调谐性等,对于新能源的开发和应用具有重要意义和潜
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM914.4
【目录】:
- 致谢5-6
- 摘要6-8
- Abstract8-10
- 常用英文缩写注释表10-11
- 目录11-14
- 1 绪论14-30
- 1.1 聚合物太阳能电池的研究进展15-23
- 1.1.1 发展历史15-18
- 1.1.2 器件结构18-19
- 1.1.3 基本原理19-20
- 1.1.4 性能表征20-23
- 1.2 聚合物太阳能电池的光吸收增强23-25
- 1.2.1 级联结构太阳能电池24
- 1.2.2 光学间隔层增强型太阳能电池24
- 1.2.3 光子晶体太阳能电池24-25
- 1.2.4 金属等离子体太阳能电池25
- 1.2.5 陷光结构太阳能电池25
- 1.3 本文主要研究内容和创新意义25-27
- 参考文献27-30
- 2 聚合物太阳能电池光学与半导体性质30-48
- 2.1 引言30
- 2.2 电池内的光学电磁理论30-36
- 2.2.1 共轭聚合物的光学常数30-31
- 2.2.2 光学常数拟合31-34
- 2.2.3 光学传递矩阵34-36
- 2.3 器件内的光电转换与载流子输运过程36-41
- 2.3.1 Onsager-Braun模型37-38
- 2.3.2 漂移-扩散理论38-39
- 2.3.3 空间电荷限制电流(SCLC)39-41
- 2.4 仿真分析工具41-45
- 2.4.1 严格耦合波分析(RCWA)41-43
- 2.4.2 时域有限差分方法(FDTD)43-45
- 2.5 本章小结45
- 参考文献45-48
- 3 聚合物太阳能电池的制备与表征48-63
- 3.1 引言48
- 3.2 实验用到的电池材料48-51
- 3.2.1 聚合物功能层材料48-51
- 3.2.2 空穴传输层材料51
- 3.3 聚合物太阳能电池的制备51-55
- 3.3.1 ITO基片的刻蚀与清洗52
- 3.3.2 阳极缓冲层的旋涂52-53
- 3.3.3 聚合物功能层的旋涂53
- 3.3.4 阴极蒸镀和封装53-55
- 3.4 性能测试55-56
- 3.4.1 伏安特性55
- 3.4.2 量子转化效率55-56
- 3.5 半导体聚合物薄膜的光学常数测试56-60
- 3.5.1 薄膜材料及其反射光谱测量56-57
- 3.5.2 测试结果与讨论57-59
- 3.5.3 制备工艺对薄膜光学常数的影响59-60
- 3.6 本章小结60
- 参考文献60-63
- 4 聚合物太阳能电池的厚度优化63-76
- 4.1 引言63
- 4.2 单层体异质结太阳能电池厚度优化63-69
- 4.2.1 功能层厚度优化63-66
- 4.2.2 光学间隔层厚度优化66-69
- 4.3 叠层太阳能电池的厚度优化69-73
- 4.3.1 功能层材料光学特性69-70
- 4.3.2 器件结构70-71
- 4.3.3 理论模拟分析71-73
- 4.4 本章小结73
- 参考文献73-76
- 5 等离子体增强型聚合物太阳能电池性能研究76-89
- 5.1 引言76-77
- 5.2 金属等离子体局域场增强理论77-78
- 5.3 器件制备78-81
- 5.3.1 银纳米层的制备79-80
- 5.3.2 其它膜层的制备80-81
- 5.4 器件测试与结果分析81-86
- 5.4.1 银纳米层对光电场影响81-83
- 5.4.2 器件电学性能分析83-84
- 5.4.3 包围介质对等离子体场增强的影响84-86
- 5.5 本章小结86-87
- 参考文献87-89
- 6 光栅结构的聚合物太阳能电池研究89-100
- 6.1 引言89
- 6.2 光栅的微压印制备89-93
- 6.2.1 PDMS印章制备90-92
- 6.2.2 PEDOT:PSS光栅结构的制备92-93
- 6.3 光栅结构器件的数值分析与实验结果93-97
- 6.3.1 光栅器件光学吸收分析93-96
- 6.3.2 器件测试结果96-97
- 6.4 本章小结97
- 参考文献97-100
- 7 总结与展望100-102
- 作者简历102
- 攻读博士学位期间发表的文章102
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