张超智
,
李世娟
,
胡鹏
,
沈丹
,
张骁
,
孙晓飞
高分子材料科学与工程
有机太阳能电池具有成本低、质量轻、柔韧性好等优点,提高有机太阳能电池的光电转化率和降低成本,开发新型的有机太阳能电池材料一直是研究的重点.文中简要介绍了有机太阳能电池的特点、工作原理及发展趋势,提出了含氟共轭聚合物在有机太阳能电池给体材料中的研究,重点讨论了含氟苯并噻二唑,含氟苯并三唑及1,5-并噻吩衍生物的研究.同时,讨论了含氟物质在界面修饰材料中的应用.最后,对含氟共轭聚合物在有机太阳能电池未来的发展做出了展望.
关键词:
有机太阳能电池
,
本体异质结
,
光电转化率
,
含氟共轭聚合物
彭清
,
雷钢铁
,
刘煜
,
朱卫国
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.02.08
设计合成了新型聚合物给体材料PTT-FTQ,以PTT-FTQ∶ PCBM体系作为活性层,研究了给受体比例及膜厚、受体类型、添加剂等因素对有机太阳能电池性能的影响.结果表明,当给受体比例为1∶2时,PTT-FTQ能与受体PC61 BM形成良好的网络结构,活性层薄膜表面变得更加光滑平整,在活性层膜厚为120 nm时,有利于吸收光子,传输激子,器件能量转化效率达到2.12％,采用1,8-二碘辛烷(DIO)做添加剂,在添加量为溶剂的1％时,效率提升到2.18％,随着DIO加入量的增加,反而会减少给受体间的界面接触面积,导致激子的解离效率和载流子的传输效率大幅度降低.而采用PC71 BM做受体时,电池的短路电流密度比PC61 BM体系下的要大得多,但是开路电压会稍低,这主要是PC71 BM有较强的光谱吸收但LU-MO能级较低,PTT-FTQ∶ PC71 BM体系能量转化效率达到2.78％.
关键词:
有机太阳能电池
,
聚合物给体
,
受体
,
添加剂
黄龙
,
许向东
,
周东
,
于军胜
,
蒋亚东
功能材料
聚3已基噻吩（P3HT）是近年来出现的一种新型有机聚合物太阳能电池的供电子体材料。通过真空蒸镀与旋涂相结合的方法,制备了基于聚合物P3HT的结构为ITO/Buffer layer/P3HT/C60/Bphen/Ag的有机太阳能电池。测试结果表明P3HT、C60的优化厚度分别为30、40nm。如果还引入金属氧化物MoO3作为阳极缓冲层,能够明显地提高电池的开路电压,其中MoO3阳极缓冲层的优化厚度为1nm。因此,通过优化制备工艺、引入新的器件材料,能更理想地调控太阳能电池的性能参数。
关键词:
有机太阳能电池
,
P3HT
,
C60
,
缓冲层
,
MoO3
陈名
,
张叶
,
任静琨
人工晶体学报
虽然介质包覆的金属纳米颗粒已经在试验中频繁应用到太阳能电池中,通过减少金属表面激子的猝灭和电荷的复合来提高电池性能.但是基本没有理论研究工作去解释金属颗粒的介质包覆层是如何影响器件的光学性能.本文从理论计算角度研究了二氧化硅包覆银纳米球掺杂在有机太阳能电池活性层中对活性层的光捕获的影响.研究结果表明在垂直入射的条件下,在350 nm到850 nm的波段内,加入包覆Ag纳米球的最优器件的活性层对标准太阳光谱(AM 1.5)积分后的光吸收率达到81.5％.与等效的平板结构相比,活性层的光吸收增强了9.54％.具体的场分布的分析得到光吸收增强原因主要是偶极共振、表面等离激元激发以及之间的相互耦合作用所致.经过对结构参数的研究,发现了介质包覆层越薄,增强效果越明显;包覆的介质层的折射率对光吸收性能的影响不是很明显.
关键词:
有机太阳能电池
,
金属球
,
介质包覆
,
光吸收
张叶
,
陈名
,
任静锟
,
孙钦军
人工晶体学报
金属光栅会激发表面等离子激元，促进光吸收，将金属光栅引入PTB7∶PC70BM有机太阳能电池中，通过优化金属光栅形状，可增强电池的光吸收效率。本文使用有限元方法，研究了在活性层的底部置入不同形状金属光栅，例如方形，椭圆形以及圆形，后器件的光吸收效率。研究结果发现，方形光栅可以使活性层的总吸收率从平板结构的29%提高到52.9%，提高的幅度最大，椭圆形光栅次之，提高到49%，圆形光栅提高的最小，提高到45%。
关键词:
有机太阳能电池
,
光电转换效率
,
吸收效率
,
光栅
陈名
,
任静琨
,
张叶
人工晶体学报
研究了SiO2纳米球、Ag纳米球、SiO2@Ag核壳纳米球、Ag@SiO2核壳纳米球结构分别掺杂到有机太阳能电池的活性层中对器件活性层的光捕获能力增强作用.结果显示:相较于等效的平板结构,掺杂SiO2介质球使活性层光吸收提高了9.95%;Ag金属球则带来11.0%光吸收增强.表明在有机太阳能电池中的活性层中掺杂参数优化的金属球和介质球都能够带来活性层光吸收增强.另外,对活性层中掺杂核壳纳米球结构的研究表明:掺杂SiO2@Ag核壳纳米球的活性层光吸收随着包覆层厚度的增加而增加,当Ag壳厚度为16 nm时,增强效果与掺杂最优的介质球的效果接近,而且两者增强谱也基本相同;掺杂Ag@SiO2核壳纳米球结构中活性层光吸收随着介质包覆层厚度增加而减弱,当包覆层厚度为1 nm时,吸收效果与金属球相当,且吸收谱也是基本相同.通过在有机太阳能电池活性层中掺杂介质球、金属球以及核壳纳米球所带来的活性层光吸收增强效果的研究,为选择掺杂纳米球和核/壳纳米球来提高光捕获能力提供了指导.
关键词:
有机太阳能电池
,
光吸收增强
,
金属纳米球
,
介质纳米球
,
核壳纳米球
