基于金屬納米顆粒調(diào)控的表面等離子增強(qiáng)有機(jī)太陽(yáng)能電池研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文論文題目基于金屬納米顆粒調(diào)控的表面等離子增強(qiáng)有機(jī)太陽(yáng)能電池研究研究生姓名程盼盼指導(dǎo)教師姓名李艷青專業(yè)名稱無(wú)機(jī)化學(xué)研究方向有機(jī)太陽(yáng)能電池論文提交日期2013年4月基于金屬納米顆粒調(diào)控的表面等離子增強(qiáng)有機(jī)太陽(yáng)能電池研究中文摘要I中文摘要由于聚合物太陽(yáng)能電池具有制作成本低、制備工藝簡(jiǎn)單且可以大面積成膜制備等優(yōu)點(diǎn)近年來(lái)受到越來(lái)越多的關(guān)注。雖然，目前報(bào)道的聚合物電池的效率已經(jīng)超過(guò)10%，但是，與無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池相比，效率仍舊很低。限制聚

2、合物太陽(yáng)能電池效率的一個(gè)主要因素是活性層材料不能有效地對(duì)光進(jìn)行吸收和利用。如何增強(qiáng)聚合物太陽(yáng)能電池的光吸收已受到該研究領(lǐng)域越來(lái)越廣泛的關(guān)注。本文結(jié)合當(dāng)前研究進(jìn)展以及實(shí)驗(yàn)室條件，通過(guò)引入金屬納米顆粒的表面等離子效應(yīng)，在不增加活性層厚度的情況下來(lái)實(shí)現(xiàn)聚合物太陽(yáng)能電池的光吸收增強(qiáng)。研究表明明，金屬納米顆粒的表面等離子效應(yīng)可以有效地提高聚合物太陽(yáng)能電池對(duì)光的吸收，進(jìn)而提高其光電轉(zhuǎn)化效率。本論文運(yùn)用真空蒸發(fā)鍍膜技術(shù)和旋涂制膜技術(shù)制備基于P3HT:

3、PCBM和P3HT:ICBA的聚合物太陽(yáng)能電池。利用金、銀納米顆粒的表面等離子效應(yīng)增加聚合物太陽(yáng)能電池的光吸收，研究了器件的電流電壓特性(IV)，外量子轉(zhuǎn)化效率(IPCE)及其它性能的改變，具體內(nèi)容如下：1.利用濺射法制備了AuNPs，并將其應(yīng)用到正置和反置聚合物太陽(yáng)能電池中，但由于AuNPs的散射效應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其近場(chǎng)表面等離子效應(yīng)，使得活性層中的吸收減弱，最終導(dǎo)致置器件性能降低，由此可知將濺射法制備AuNPs應(yīng)用到聚合物太陽(yáng)能電池的透明

4、電極處，利用其表面等離子效應(yīng)提高光伏器件效率這一方法是行不通的。2.通過(guò)將真空蒸鍍的Ag納米顆粒引入到金屬電極附近的MoO3層中形成MoO3AgMoO3夾層結(jié)構(gòu)來(lái)增加P3HT:PC61BM體相異質(zhì)結(jié)聚合物太陽(yáng)能電池的光吸收。相同條件下與不加AgNPs的參比電池相比，光電流有了明顯增強(qiáng)，同時(shí)開(kāi)路電壓和填充因子也有所增加，器件的轉(zhuǎn)換效率顯著增強(qiáng)。研究表明，AgNPs在金屬電極處的背散射效應(yīng)可以增加活性層中的光吸收，從而促進(jìn)了電荷的收集，提高