体异质结聚合物太阳能电池的研究

【摘要】：近些年来,有机太阳能电池的发展突飞猛进,基于良好的柔韧性、低成本和等优势,在光伏领域具有较大的优势,成为研究的重点。针对目前研究中存在的问题和难点,本论文从以下几个方面做了简要的探索。 首先,分析了太阳能电池的等效电路模型中存在的缺陷,提出了双二极管电路模型；在此模型的基础上,通过数值模拟,研究了等效串联电阻、等效并联电阻以及二极管反向饱和电流等因素与器件性能之间的内在联系。结果表明,器件的短路电流仅受到等效串联电阻的影响,而开路电压主要受到器件并联电阻、反向饱和电流的影响,与等效串联电阻关系不大。 其次,分别研究了溶剂性质、聚合物质量比、膜厚以及退火等对器件性能的影响。实验表明：氯苯溶剂的溶解度和挥发性适中,溶质质量比为1：0.8,旋涂速度为800rpm,30s,经过140℃,10min退火后,制备的器件性能最优。此外,溶剂处理会较大程度的提升器件的性能。 再次,通过电化学沉积的方法制备了NiOx薄膜材料,研究了溶液性质和沉积电压对沉积薄膜的影响。实验表明,电解液的PH值处于3-6之间,金属电沉积才可能发生；电解液浓度越大,沉积电压越高,沉积的薄膜颗粒越小,分布越密集。 最后,研究了缓冲层对器件性能的影响。分别分析了NiOx薄膜、NPB材料作为器件阳极缓冲层,BCP材料作阴极缓冲层对器件性能的影响。结果表明,NiOx薄膜和NPB材料是较好的空穴传输材料,都能有效的降低阳极界面附近的电子漏电流；而BCP材料作为电子传输层,降低阴极空穴漏电流的同时,还可以起保护活性层的作用。 【关键词】：电路模型 电化学 NiO_x薄膜 NPB材料 BCP材料 缓冲层
【学位授予单位】：兰州大学
【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5-8
• 第一章 绪论8-24
• 1.1 引言8-9
• 1.2 太阳能和太阳能电池9-10
• 1.2.1 太阳光谱9-10
• 1.2.2 太阳能电池10
• 1.3 有机半导体材料10-11
• 1.4 聚合物太阳能电池材料11-13
• 1.5 太阳能电池的发展和现状13-15
• 1.6 有机太阳能电池的结构和原理15-18
• 1.6.1 有机太阳能电池的结构15-16
• 1.6.2 有机太阳能电池的光电转换原理16-18
• 1.7 聚合物太阳能电池的制备和测试18-22
• 1.7.1 电池器件的制备过程18-20
• 1.7.2 太阳能电池的特性参数20-21
• 1.7.3 测试设备21-22
• 1.8 本论文的主要工作及其意义22-24
• 第二章 太阳能电池的等效电路分析24-34
• 2.1 传统电路模型24-25
• 2.2 二极管理想因子的讨论25-27
• 2.3 等效串联电阻的讨论27-28
• 2.4 等效并联电阻的讨论28-29
• 2.5 反向饱和电流的讨论29-33
• 2.6 小结33-34
• 第三章 聚合物太阳能电池活性层的研究34-48
• 3.1 不同成膜溶剂的研究34-36
• 3.2 P3HT：PCBM比例研究36-37
• 3.3 活性层厚度对研究37-40
• 3.4 退火对器件特性的研究40-41
• 3.5 溶剂退火对器件性能的影响41-43
• 3.6 电池器件串联的研究43-46
• 3.6.1 版图的设计43-45
• 3.6.2 串联器件的测试45-46
• 3.7 本章小结46-48
• 第四章 缓冲层对聚合物太阳能电池性能的影响48-65
• 4.1 电化学沉积NIO薄膜48-55
• 4.1.1 电化学沉积的基本原理49-50
• 4.1.2 NiO薄膜的制备及表征50-52
• 4.1.3 电解液PH值对电沉积效率的影响52
• 4.1.4 电解液浓度对薄膜形貌的影响52-53
• 4.1.5 沉积电位对薄膜的影响53
• 4.1.6 薄膜形貌的分析53-54
• 4.1.7 NiO厚度对透光性的影响54-55
• 4.2 NiO薄膜对器件性能的影响55-58
• 4.3 有机NPB材料对器件性能的影响58-61
• 4.4 电子传输层BCP材料对器件性能的影响61-64
• 4.5 本章小结64-65
• 第五章 总结与展望65-67
• 参考文献67-72
• 在学期间的研究成果72-73
• 致谢73

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

中国沿海城市空气污染指数的分布特征    王斌;高会旺;

Rubrene作电子传输层的异质结有机太阳能电池    李艳武;刘彭义;侯林涛;吴冰;

利用不同阴极缓冲层来改善Pentacene/C_(60)太阳能电池的性能    刘瑞;徐征;赵谡玲;张福俊;曹晓宁;孔超;曹文喆;龚伟;

太阳能光伏建筑一体化的现状与展望    陈维;沈辉;褚玉芳;云飞;黄龙星;

三相光伏并网发电系统的建模与仿真    陶晓峰;谢君;

100kW风光互补电站设计    杨帮宇;

光伏并网发电的最大功率点跟踪算法研究    王桂英;史金玲;纪飞;王欢;

太阳能光伏模块电气特性的数学建模与仿真    戴训江;晁勤;

太阳电池的负载匹配理论与负载变换技术    王康模;陈长缨;于志刚;刘兴华;刘小冲;赵俊;

基于PSIM的光伏模块建模与电气特性仿真    刘俊杰;张新燕;

跟踪式光伏发电系统的性能分析    高亮;蔡世俊;高鹏;李果华;施正荣;朱拓;

浅析青岛太阳能光伏发电发展的方向及推广对策    楚宪峰;黄翔;王岩;焦国嵩;王建华;

基于光伏发电系统的超级电容器充电效率的研究    张金龙;王久和;吴细宝;

光伏系统的定额输出功率控制研究    丁文俊;宋平岗;

一种基于dp/dv=0的最大功率跟踪控制策略    荣延泽;刘士荣;毛军科;李松峰;

光伏发电最大功率跟踪控制方法的研究    李星辰;王琳;

基于PSIM9.0的单相光伏逆变系统的仿真研究    孙冰;白树忠;郑世松;

光伏并网给定电流幅值偏移的孤岛检测方法    郑世松;孙冰;王玉斌;

含蓄电池储能的光伏并网发电系统的建模与仿真    董旭柱;雷金勇;饶宏;黄晓东;刘怡;李鹏;

基于线电流解耦算法的三相光伏并网系统    谭甲凡;

光伏发电最大功率跟踪控制方法的研究    李星辰;王琳;

太阳能光伏发电风险评价    李伟;李世超;王丹;

乌鲁木齐及周边城市空气质量变化特征及影响因素分析    刘新春;钟玉婷;何清;郭志忠;

三相光伏并网发电系统的动态仿真    陶晓峰;吴红斌;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

我国太阳能光伏产业投资风险及决策研究    朱震宇

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

基于酞菁铜的太阳能电池的研究    刘一婷

光伏发电系统及其控制技术研究    曹太强

分布式发电微网系统暂态仿真方法研究    李鹏

光伏发电高效利用的关键技术研究    肖华锋

分布式风光互补系统控制与最大功率跟踪策略研究    刘立群

小型光伏系统及其关键问题研究    胡义华

基于软开关PWM技术的光伏逆变器的研究与设计    曹建

用于矿灯充电的独立光伏系统研究    毛娟

太阳能光伏发电单相并网逆变器研究    李本元

太阳能LED照明系统控制器的设计    杜守增

光伏发电系统自适应控制研究    李亭

基于桥检车的驻车充电站系统的设计实现    杨光

用于城市公交车的能量再利用智能控制系统的研制    谢玉录

光伏并网发电系统的MPPT及孤岛检测新方法的研究    于希洋

三相光伏并网发电系统研究    雷家宁

光伏发电系统最大功率点跟踪算法研究及实现    黄克亚

锦州市2005-2006年环境空气质量现状分析    吴斑;陈军;

天津地区沙尘天气与沙尘污染程度特征分析    刘伟,韩毓

气象因素对环境空气质量达标的影响分析    张裕芬;朱坦;冯银厂;刘彩霞;张敏;沈岳峰;

我国沙尘的来源、移动路径及对东部海域的影响    张凯,高会旺,张仁健,朱燕君,王跃思

用空气污染指数评价城市空气质量    朱传凤,赵和平

当前我国大气环境质量的几个特征    任阵海,万本太,苏福庆,高庆先,张志刚,洪钟祥,胡非,程水源

湖南省大气污染特征与防治研究    熊美阳,吕焕哲,吴甫成

江西省主要城市空气质量预报研究    吴万友,姚丽文,徐卫民,刘晓燕

北方15个大型城市总悬浮颗粒物的季节变化    安俊岭,张仁健,韩志伟

广州市2002~2003年空气污染指数分析    陈灿