光学塔姆态—微腔模式杂化态在聚合物太阳能电池中的应用

【摘要】：相比于传统的无机太阳能电池,有机太阳能电池的有源层厚度更薄,因此带来了质量轻、成本低等优点,使其吸引了广泛的关注与研究。但是,有源层厚度的减薄对于器件的光学性能会带来影响,即限制了器件对于入射光的吸收效率。解决这一问题除了需要在新材料上进行探索外,更需要合理的光学设计,即研究光在器件中的分布,通过引入光束缚机制来提高器件的效率,这对于有机太阳能电池的大规模产业化具有重要的意义。本论文针对有机太阳能电池光吸收效率的问题展开研究,在理论和实验上研究提高光吸收效率的光束缚机制,取得的具体研究成果如下:(1)理论上研究了把微腔模式和光学塔姆态分别引入到有机太阳能电池中,比较二者对于光吸收性能的增强效果。计算发现,对于平板器件,两种光束缚机制具有可比拟的增强效果。(2)在理论和实验上研究了把微腔模式和光学塔姆态同时引入到有机太阳能电池中,用于拓宽器件的吸收带宽。具体地,在器件外部加盖光子晶体结构,光学塔姆态可以在金属电极和光子晶体界面处被激发,它可以与器件内部的微腔模式发生强耦合,产生出一种新的杂化态——塔姆-微腔模式杂化态,这种杂化态可以有效地提高吸收带宽。实验结果表明这种新机制器件的功率转化效率比传统微腔模式器件的效率提高了32%左右。 【关键词】：有机太阳能电池 光束缚机制 微腔模式 光学塔姆态
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 纳米结构光学模式研究历史及现状9-13
• 1.1.1 表面等离激元9-11
• 1.1.2 光学塔姆态11-13
• 1.2.有机太阳能电池光束缚机制的研究现状与问题13-16
• 1.3 本次工作主要内容16-17
• 第2章 有机太阳能电池光吸收性能的计算方法——传输矩阵法17-20
• 第3章 单模态有机太阳能电池的理论分析20-39
• 3.1 无光束缚机制的有机太阳能电池的光吸收计算20-25
• 3.2 引入微腔模式实现有机太阳能电池的吸收增强25-30
• 3.2.1 微腔模式的激发25-27
• 3.2.2 引入微腔模式的太阳能电池27-30
• 3.3 引入光学塔姆态实现太阳能电池的吸收增强30-38
• 3.3.1 光学塔姆态的激发30-35
• 3.3.2 引入光学塔姆态的太阳能电池35-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第4章 塔姆-微腔杂化模式在有机太阳能电池中的应用39-47
• 4.1 塔姆-微腔杂化模式的理论分析39-44
• 4.2 塔姆-微腔杂化模式的实验研究44-47
• 第5章 总结47-48
• 参考文献48-53
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果53-54
• 致谢54

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

微腔对有机发光的影响的研究    初国强,高劲松,朱万彬,马凤英,赵家民,王立军

三倍频振动边界微腔中的违反弱不等式的量子场    曲照军,吴曙东

双金属镜微腔结构中单介质调谐层的设计    杨立功,吴鹏,秦晓芸,顾培夫,陈海星,刘旭

圆球微腔对水蒸汽的敏感特性仿真实验研究    葛羽屏;

有机发光器件中非对称金属微腔的光学特性    吴鹏;杨立功;刘旭;叶辉;朱德喜;

微腔光声探测技术及其成像方法    蔡秋霞;唐志列;吴泳波;谭治良;张曼;

多孔硅微腔研究进展    许海军,李新建

全介质镜微腔的结构设计与发光特性的模拟    林杰;曲松楠;褚明辉;刘星元;

室温发光硅基法布里—珀罗微腔的结构设计    王燕,岳瑞峰,但亚平,刘理天

微腔对摩擦副摩擦系数的影响机理研究    林开荣;徐西鹏;

微腔有机电致发光器件光学特性的模拟研究    岳守振;王鹏;赵毅;

微腔物理及微腔激光    王立军;宁永强;刘星元;

双金属镜微腔结构中单介质调谐层的设计    杨立功;吴鹏;秦晓芸;顾培夫;陈海星;刘旭;

玻璃球形微腔中的量子点    贾锐;江德生;谭平恒;孙宝权;

双金属镜微腔结构中单介质调谐层的设计    杨立功;吴鹏;秦晓芸;顾培夫;陈海星;刘旭;

微腔中的光学耦极俘获    刘涛;张天才;王军民;彭堃墀;

高效率金属微腔OLEDs性能的研究    谢泽锋;周翔;

空心圆柱微腔谐振模式研究    王海华;孙贤明;类成新;

超高品质因子光学微腔中的拉曼激光及其应用    杨旭;龙桂鲁;彭博;SahinKaya zdemir;杨兰;

多孔硅微腔光学晶体的结构调控和生化传感器    蔡林涛;时喜喜;李莎;

表面等离激元微腔共振特性研究    居冬泉

有机微腔发光特性研究    马凤英

固态光学微腔的实验研究    杨勇

微腔与光学微纳结构的模式耦合研究    董广大

光学回音壁模微腔模式特性的理论研究与优化设计    仇善良

有机微腔电致发光的物理与器件研究    赵家民

回音壁模式微腔量子电动力学的实验研究    董春华

回音壁模式光学微腔热非线性效应及其折射率调制特性    王全龙

耦合型回音壁模式光学微腔的构建与光学性质研究    涂鑫

微腔有机发光二极管的理论与实验研究    张宏梅

基于有源—无源光学微腔耦合系统的宇称时间对称与可调谐光学隔离    常龙

小孔圆盘复合结构微腔谐振器的制备与研究    徐俊杰

光学塔姆态—微腔模式杂化态在聚合物太阳能电池中的应用    韩效驰

内边界变形环形微腔的定向出射及其应用的研究    张楠

纳米线光学微腔与正方形光学微腔模式特性研究    王苗庆

回廊模微腔器件的熔锥耦合实验研究    马乐

半导体微腔的设计与实现    李珏蓉

回音壁模式球微腔的制备及其应用研究    王聪

时域有限差分方法在复杂目标散射和光学微腔中的应用    刘建勇

微腔效应影响有机电致发光器件效率滚降研究    刘健