有機聚合物光伏電池的制備及器件物理性能的模擬.pdf

1、目前光伏電池研究的方向是開發(fā)高效低成本的電池材料和制造技術。有機聚合物光伏電池采用共軛聚合物作為光伏材料，制作工藝簡單、成本低廉，可大面積制造，這使得有機聚合物光伏電池的研究越來越受到重視。雖然聚合物光伏電池的研究在最近幾年取得了顯著的發(fā)展，但其光電轉換效率仍很低，只有得到高效率、性能穩(wěn)定的光伏電池，才能實現聚合物光伏電池的商業(yè)化。 對于有機聚合物光伏電池效率的提高可以通過材料的選擇和器件結構的優(yōu)化來實現。另外從理論上就器件中激

2、活層的厚度、給體受體所形成的微觀結構對光電流、激子分裂效率的影響，電池的串、并聯(lián)電阻對電池的伏安特性的影響等進行模擬分析，也為我們獲得高轉換效率的有機光伏電池提供了一個重要途徑。 本文首先合成了具有較高的電子親合能，較大的可見光吸收系數及較好的光穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性的有機染料對稱N,N'-二苯并咪唑-3,4,9,10-苝四羧酸二亞酰胺(PV)，以及溶解性能優(yōu)良的聚(3-十二烷基)噻吩(PDT)。并將PV作為電子受體材料、PDT作為

3、電子給體材料，制備了不同摻雜比例的PDT-PV復合膜異質結光伏電池ITO/PDT-PV/A1，PV的加入增強了PDT對可見光的吸收，光伏器件的光電流特性明顯增大，光電轉化效率也得以提高；并研究了退火對復合膜的微觀結構有序性、電池的光電轉換效率的影響。 在上述光伏電池器件制備和性能測試的基礎上，對給體-受體型異質結有機聚合物光伏電池進行了器件模擬和設計。根據光學原理和擴散理論，建立了非相干光吸收模型和激子傳輸模型，模擬了限制有機光