有机小分子太阳能电池因其材料选择灵活、成本低廉、制备简单等优点而受到广泛关注。 虽然有机太阳能电池的能量转换效率低于无机太阳能电池,但近几年已超过10%。 因此云开·体育appkaiyun,有必要进一步提高其效率以实现其商业应用。 本文通过研究器件结构设计和物理机制来提高有机小分子太阳能电池的效率。 主要研究工作集中在以下几个方面: 1.施主低浓度掺杂时SubPc界面层的体异质性研究。 质量结有机小分子太阳能电池光伏性能的影响。 在ITO/MoO3/5wt%TAPC:C70/Bphen/Al结构的器件中,在MoO3/5wt%TAPC:C70界面引入SubPc作为界面层开云官方app下载站,器件效率达到4.95%。 与对比器件相比,效率提高了约28%。 在此基础上制备了器件结构为ITO/MoO3/SubPc/5wt%TAPC:C70/Bphen/Ag/MoO3/SubPc/5wt%TAPC:C70/Bphen/Al的叠层太阳能电池云开·体育appkaiyun,效率为7.27 %。 与对比器件相比,效率提高了47%。 研究表明,界面层的引入可以在MoO3/SubPc和SubPc/C70界面处形成能带弯曲,提高器件的空穴收集能力,从而增大器件的短路电流,降低串联电阻。反抗。
2. 基于Au纳米颗粒表面等离子体增强的有机小分子太阳能电池研究。 采用真空热沉积法在ITO衬底上制备Au纳米粒子,构建了ITO/Au NPs/MoO3/DBP/C70/Bphen/Al结构的有机太阳能电池。 通过优化Au薄膜和MoO3的厚度,器件效率可以达到3.29%。 与对比器件相比,该器件的效率提高了21.4%。 研究表明,器件性能的提升是由于Au纳米颗粒的表面等离子体效应,导致局域电磁场增强,从而提高了器件的光吸收效率,同时提高了器件的电导率。该装置也得到改进。 3. 基于Au:Ag混合纳米颗粒表面等离子体增强的有机小分子太阳能电池研究。 采用真空共沉积法制备Au:Ag混合纳米粒子,并制备了ITO/Au:Ag/MoO3/DBP/C70/Bphen/Al器件结构的太阳能电池。 通过优化Au:Ag混合比和MoO3的厚度,器件的最大效率可以达到3.32%。 与对比器件相比,器件效率提高了22.5%。 研究表明,器件性能的提高还得益于器件吸收效率的提高和电导率的增加。 由于Au和Ag具有不同的介电常数,Au:Ag混合纳米粒子可以获得更宽的表面等离子体共振谱,从而在更大范围内提高器件的吸收效率。 同时还发现开云官方app下载站,真空共沉积法制备的Au和Ag纳米粒子的粒径存在较大差异。 对于Au和Ag纳米颗粒来说,MoO3的厚度无法同时达到其所需的最佳值,因此无法发挥混合纳米颗粒的最佳效果。