聚合物太阳能电池结构设计和模型计算

【摘要】：本论文研究一种提高聚合物太阳能电池效率的器件结构—金字塔结构。同时，研究了一种能够描述聚合物太阳能电池电流电压特性的数学模型。 聚合物太阳能电池由于其本身载流子迁移率影响，其活性层通常比较薄，很多入射光被反射掉，因此限制了其光吸收率。把聚合物电池组成金字塔结构，形成一种光陷阱，能够使入射光在其内部进行多次反射和吸收，能极大的提高其光利用率。研究表明，30°夹角的金字塔结构电池器件能获得3倍于普通平面结构的电池能量转换效率。金字塔结构可用于柔性或者玻璃衬底器件，适用性广，同时组成大规模器件阵列时具有100%的占空比。 metal-Insulator-metal（MIM）模型是研究聚合物体异质结太阳能电池器件电流-电压特性的一个常用模型。MIM模型将活性层作为统一介质，从半导体基本方程导出。模型涉及载流子的漂移和扩散，载流子（Bimolecular Recombination）双分子复合，与温度及电场相关的载流子产生率等参数。通过模型计算，能够更好的了解聚合物电池内部工作原理。 【关键词】：聚合物太阳能电池 金字塔结构 MIM模型
【学位授予单位】：暨南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目录5-6
• 1 绪论6-21
• 1.1 有机太阳能电池的发展与现状6-8
• 1.2 聚合物太阳能电池发展历史和研究背景8-9
• 1.3 聚合物太阳能电池的表征9-11
• 1.4 聚合物太阳能电池的工作机理11-13
• 1.5 提高聚合物太阳能电池性能13-18
• 参考文献18-21
• 2 金字塔结构聚合物太阳能电池21-32
• 2.1 器件几何结构设计21-22
• 2.2 金字塔结构器件设计和制备22-25
• 2.3 实验结果分析25-29
• 2.4 小结29-31
• 参考文献31-32
• 3 聚合物太阳能电池模型计算32-42
• 3.1 引言32
• 3.2 模型介绍32-35
• 3.3 数值计算方法35-38
• 3.4 模型计算结果38-40
• 3.5 小结40-41
• 参考文献41-42
• 4 总结与展望42-43
• 硕士期间的科研成果43-44
• 致谢44

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