聚合物太陽能電池光電性能參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、聚合物太陽能電池具有易于面積集成、可制作在柔性基底上、器件制作工藝簡單、成本低廉、還可以調(diào)整電子帶隙、生產(chǎn)過程無污染等優(yōu)勢，成為當(dāng)今的研究熱點(diǎn)之一。Science最新報道，實驗室的世界最高效率已經(jīng)達(dá)到9.2％，相比實驗研究取得的巨大成就，人們對利用有機(jī)太陽能電池工作的物理機(jī)理來編制仿真軟件，仿真出最佳理論值這方面明顯不足，這制約了有機(jī)太陽能電池性能的提高。本論文針對聚合物太陽能電池的機(jī)理編制出一套仿真軟件系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化器件

2、結(jié)構(gòu)的實驗研究，旨在提高器件光電轉(zhuǎn)換效率?；诖?，本論文做了如下工作：
　　第一，以聚合物太陽能電池為模型，進(jìn)行理論分析、模擬研究。對聚合物太陽能電池光電轉(zhuǎn)換過程：光吸收產(chǎn)生激子、激子分離形成載流子、載流子傳輸和收集，進(jìn)行軟件模擬分析。利用VC++軟件編制出一套仿真軟件系統(tǒng)，同時采用了太陽能電池的等效電路，模擬聚合物太陽能電池的輸出特性。
　　本論文對激子的產(chǎn)生、載流子的傳輸、理論模型的建立、仿真的方法和仿真軟件界面，都做了

3、詳細(xì)的闡述。同時，對仿真值與實驗結(jié)果做了對比，實驗值：開路電壓(Voc)0.66V，短路電流(Jsc)5.72mA/cm2，填充因子(FF)0.36以及光電轉(zhuǎn)換效率(ηp)1.86%；仿真值：開路電壓(Voc)0.75V，短路電流(Jsc)9.82mA/cm2，填充因子(FF)0.45以及光電轉(zhuǎn)換效率(ηp)3.26%。由于軟件系統(tǒng)中參數(shù)設(shè)置理想化等因素是產(chǎn)生的差別的原因。由于有機(jī)材料的價格比較昂貴，我開發(fā)的有機(jī)太陽能電池仿真軟件系統(tǒng)能

4、夠起到節(jié)約成本，指導(dǎo)太陽能電池研究工作起到積極作用，同時能在太陽電池新品種、新工藝研究中發(fā)揮作用。
　　第二，基于仿真軟件系統(tǒng)生成的仿真值，分別對提高激子的產(chǎn)生率、傳輸率和離解率，降低激子的復(fù)合率進(jìn)行實驗研究，并取得了良好的效果，提高了器件效率。(1)給體/受體材料混合比例為1:4時效率最高，光電轉(zhuǎn)換效率(ηp)1.87%，合適的比例會直接影響成膜的表面形貌，改變給體相和受體相的分離狀況，從而影響電池的開路電壓和短路電流；(2)氯