用于有機(jī)透明光伏器件背電極修飾的光子晶體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能模擬研究.pdf

1、有機(jī)透明光伏器件因其在建筑物窗玻璃、汽車擋風(fēng)玻璃、植物溫室、移動(dòng)電子設(shè)備以及裝飾藝術(shù)產(chǎn)品等方面的獨(dú)特應(yīng)用受到人們的廣泛關(guān)注。由于照射到太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)光是一定的，越多的太陽(yáng)光被活性層材料吸收轉(zhuǎn)化成電能意味著透過(guò)電池的太陽(yáng)光則會(huì)減少，反之亦然。如何使器件在保證充足光吸收效率的同時(shí)對(duì)太陽(yáng)光還能有充分的光透射，是設(shè)計(jì)有機(jī)透明太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)要解決的核心問(wèn)題。
　　解決這一矛盾的基本思路是通過(guò)對(duì)器件吸收和透射波段進(jìn)行調(diào)控，使電池吸收更多的紅

2、外和紫外光用來(lái)發(fā)電，以確保器件有足夠高的光電轉(zhuǎn)化效率，同時(shí)盡可能少地吸收可見(jiàn)光以保證器件可見(jiàn)光的透射率。
　　本文基于透射可見(jiàn)光吸收紅外光的基本思想，設(shè)計(jì)出兩種制作工藝簡(jiǎn)單、綜合性能良好的光子晶體用來(lái)修飾有機(jī)透明太陽(yáng)能電池的背電極，實(shí)現(xiàn)了器件對(duì)太陽(yáng)光的選擇性吸收和透射。具體內(nèi)容如下：
　　1、設(shè)計(jì)了由兩個(gè)周期的 Si和 SiO2組成的光子晶體來(lái)修飾結(jié)構(gòu)為ITO/MoO3/PDTP-DFBT:PCBM/TiO2/ITO的透明電

3、池背電極。計(jì)算結(jié)果顯示器件在450~500nm以及700~900nm兩個(gè)波段吸收顯著增強(qiáng)，同時(shí)保證了450~700nm范圍內(nèi)的透射。器件的短路電流密度達(dá)到17.25 mA/cm2，相比于無(wú)光子晶體修飾的器件提高了36.5％。
　　2、設(shè)計(jì)了由不同厚度的TiO2和LiF組成的多周期串聯(lián)光子晶體，用于ITO/PEDOT:PSS/PDTP-DFBT:PCBM/Ag電池的背電極修飾，所設(shè)計(jì)的器件對(duì)可見(jiàn)光的透射率和近紅外光吸收率選擇性增強(qiáng)，