大面積有機薄膜太陽能電池性能提升的研究

【摘要】：近些年來,世界對能源的需求日益加劇,而由于化石能源的日漸枯竭,人們對新能源的探索與利用逐漸興起。相比于利用難度比較大的風能、地熱能、潮汐能,以及安全性存在重大隱患的核能,太陽能以其分布廣泛、安全無污染以及可再生性受到了廣泛的關(guān)注,而太陽能電池也得到了空前的發(fā)展。 相比于硅基太陽能電池,有機太陽能電池以其低廉的制作成本、良好的機械柔性、簡單的制備工藝等優(yōu)點而具有廣闊的發(fā)展前景。 要將有機太陽能電池量產(chǎn)化,進而普及應(yīng)用,則需要制備有效面積至少為1cm2的器件,但是,研究發(fā)現(xiàn),隨著面積的增大,器件的光電性能將隨之降低。如何能夠使大面積的有機太陽能電池器件性能提高,成為其普及應(yīng)用時遇到的難題。 本論文對目前比較常用的ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/A1結(jié)構(gòu)的器件進行了研究,成果如下： 1)器件面積的增大主要導(dǎo)致了并聯(lián)電阻的減小,降低了器件的性能。 2)探索出面積為1cm2的基本器件的最佳制備條件：膜厚控制在100nm,退火溫度為140℃。 3)研究了電場處理對其性能的影響,發(fā)現(xiàn)正向電場能夠使其性能增強,而且外電場能夠控制PCBM分子擴散增強的方向。 【關(guān)鍵詞】：有機太陽能電池 膜厚 退火處理 電場處理
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 引言10-11
• 2 太陽能電池基礎(chǔ)11-26
• 2.1 太陽能電池的發(fā)展歷程11
• 2.2 太陽能電池的分類11-12
• 2.3 太陽能電池的特性12-15
• 2.3.1 太陽能電池的伏安特性12-13
• 2.3.2 太陽能電池的填充因子與轉(zhuǎn)換效率13
• 2.3.3 太陽能電池的光譜響應(yīng)特性13-14
• 2.3.4 太陽能電池的等效電路14-15
• 2.4 有機薄膜太陽能電池15-22
• 2.4.1 有機薄膜太陽能電池的機理15
• 2.4.2 有機薄膜太陽能電池的工作原理15-17
• 2.4.3 有機薄膜太陽能電池的材料17-18
• 2.4.4 有機薄膜太陽能電池的結(jié)構(gòu)18-22
• 2.5 大面積有機薄膜太陽能電池22-26
• 2.5.1 大面積有機太陽能電池的發(fā)展現(xiàn)狀22-23
• 2.5.2 大面積有機太陽能電池的制備方法23-24
• 2.5.3 量產(chǎn)有機太陽能電池器件的方法24-26
• 3 本論文的主要工作26-27
• 4 有機薄膜太陽能電池器件面積對其性能的影響27-34
• 4.1 研究背景27
• 4.2 實驗27-30
• 4.3 實驗結(jié)果與分析30-33
• 4.4 本章小結(jié)33-34
• 5 大面積有機薄膜太陽能電池制備條件的探索34-41
• 5.1 膜厚對有機薄膜太陽能電池性能的影響34-37
• 5.1.1 研究背景34
• 5.1.2 實驗34-35
• 5.1.3 實驗結(jié)果與分析35-37
• 5.2 退火溫度對有機薄膜太陽能電池性能的影響37-40
• 5.2.1 研究背景37
• 5.2.2 實驗37-38
• 5.2.3 實驗結(jié)果與分析38-40
• 5.3 本章小結(jié)40-41
• 6 電場處理對有機薄膜太陽能電池性能的影響41-46
• 6.1 研究背景41
• 6.2 實驗41-42
• 6.3 實驗結(jié)果與分析42-45
• 6.4 本章小結(jié)45-46
• 7 結(jié)論46-47
• 參考文獻47-51
• 作者簡歷51-53
• 學位論文數(shù)據(jù)集53

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