基于P3HT：PCBM體系有機聚合物太陽能電池瞬態(tài)光電流特性的研究

【摘要】：摘要：本論文主要針對基于P3HT:PCBM體系的有機聚合物太陽能電池,通過瞬態(tài)光電流的測量與分析,重點研究體異質(zhì)結(jié)聚合物光伏器件的載流子傳輸規(guī)律。瞬態(tài)光電流特性研究有助于分析載流子的傳輸特性,幫助理解聚合物光伏器件的工作原理,解釋陷阱效應(yīng)和電荷復(fù)合兩種不同的載流子損失機制。本文主要研究工作分以下兩個部分： 1.有機聚合物太陽能電池瞬態(tài)光電流特性的研究。利用瞬態(tài)光電流測量系統(tǒng),通過改變測量條件,分析了ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/A1器件的瞬態(tài)光電流特性曲線。瞬態(tài)光電流特性曲線的上升沿緩慢上升段是陷阱效應(yīng)和電荷復(fù)合共同作用的結(jié)果,而下降沿緩慢指數(shù)式衰減反映了陷阱釋放電荷效應(yīng)。我們測量了100μs脈寬的瞬態(tài)光電流,發(fā)現(xiàn)光強越強,陷阱越快被占據(jù)；100ns脈寬的瞬態(tài)光電流曲線說明了陷阱俘獲效率與光強間的線性關(guān)系；不同波長的瞬態(tài)光電流曲線體現(xiàn)了電荷復(fù)合與波長的關(guān)系。 2.背景光條件下的瞬態(tài)光電流特性的研究。加入穩(wěn)態(tài)入射光作為背景光,使陷阱效應(yīng)得到消除：深陷阱總是被占據(jù),而淺陷阱維持動態(tài)平衡。分別改變脈沖光和背景光的大小,我們發(fā)現(xiàn)背景光條件下總光強是影響光電流的原因,進一步解釋了瞬態(tài)光電流響應(yīng)與載流子傳輸?shù)年P(guān)系。 【關(guān)鍵詞】：瞬態(tài)光電流 陷阱效應(yīng) 載流子傳輸
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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 前言10-16
• 1.1 引言10
• 1.2 太陽能電池的分類10-16
• 1.2.1 晶體硅太陽能電池10-11
• 1.2.2 硅基薄膜太陽能電池11-12
• 1.2.3 化合物薄膜太陽能電池12-13
• 1.2.4 染料敏化太陽能電池13-14
• 1.2.5 有機太陽能電池14-16
• 2 有機太陽能電池16-24
• 2.1 有機太陽能電池的發(fā)展歷程16-17
• 2.2 有機太陽能電池的基本結(jié)構(gòu)17-19
• 2.3 有機聚合物太陽能電池的工作原理19-21
• 2.4 有機太陽能電池的性能參數(shù)21-23
• 2.5 本論文的主要工作23-24
• 3 有機聚合物太陽能電池瞬態(tài)光電流特性的研究24-38
• 3.1 基于P3HT:PCBM體系的有機聚合物太陽能電池24-26
• 3.1.1 有機聚合物光伏器件的制備24-25
• 3.1.2 有機聚合物光伏器件性能的測量25-26
• 3.2 有機聚合物光伏器件瞬態(tài)光電流特性研究26-37
• 3.2.1 瞬態(tài)光電流測量系統(tǒng)28
• 3.2.2 瞬態(tài)光電流特性曲線28-30
• 3.2.3 光強對器件瞬態(tài)光電流特性的影響30-32
• 3.2.4 100ns脈寬下器件的瞬態(tài)光電流特性32-34
• 3.2.5 光波長對器件瞬態(tài)光電流特性的影響34-37
• 3.3 小結(jié)37-38
• 4 背景光下有機聚合物太陽能電池瞬態(tài)光電流特性的研究38-46
• 4.1 背景光對器件瞬態(tài)光電流特性的影響38-45
• 4.1.1 背景光光強對器件瞬態(tài)光電流特性的影響38-42
• 4.1.2 脈沖光強對器件瞬態(tài)光電流特性的影響42-43
• 4.1.3 光波長對器件瞬態(tài)光電流特性的影響43-45
• 4.2 小結(jié)45-46
• 5 結(jié)論46-47
• 參考文獻47-50
• 作者簡歷50-52
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集52

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