有机太阳能电池的电荷转移态等效电路和多重电荷分离界面研究
有机太阳能电池的电荷转移态等效电路和多重电荷分离界面研究【摘要】:有机太阳能电池以其原料来源广泛、制作工艺简单、成本低廉、耗能少、可制作柔性器件以及易于大规模生产等突出优势,成为第
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM914.4
【目录】:
- 摘要5-7
- ABSTRACT7-13
- 第一章 绪论13-25
- 1.1 研究背景13
- 1.2 有机太阳能电池的发展及现状13-19
- 1.2.1 太阳能电池的发展历程13-16
- 1.2.2 有机太阳能电池的发展现状16-19
- 1.2.2.1 有机小分子太阳能电池的研究进展16-17
- 1.2.2.2 聚合物太阳能电池的研究进展17-19
- 1.3 前沿分析和存在的问题19-22
- 1.3.1 太阳能电池的 CT 激子理论前沿19-20
- 1.3.2 有机太阳能电池的等效电路理论前沿20-21
- 1.3.3 太阳能电池的新型器件结构21-22
- 1.4 本论文的主要研究内容和章节安排22-25
- 第二章 有机太阳能电池的光伏机理研究25-46
- 2.1 有机太阳能电池光伏机理概述25-27
- 2.2 激子产生过程和光吸收效率27-34
- 2.2.1 有机材料的激发态27-28
- 2.2.2 光生激子28-30
- 2.2.2.1 单线态激子和三线态激子28-29
- 2.2.2.2 FRANKEL 激子、WANNIER 激子和 CT 激子29-30
- 2.2.3 激子的产生和光吸收效率30-31
- 2.2.4 有机太阳能电池中的光场分布31-34
- 2.3 激子的传输过程和传输效率34-37
- 2.4 激子的分离过程和分离效率37-42
- 2.4.1 CT 激子的分离距离37-38
- 2.4.2 CT 激子对开路电压的影响38-41
- 2.4.3 CT 激子对短路电流的影响41-42
- 2.5 载流子的收集效率42-44
- 2.6 本章小结44-46
- 第三章 有机太阳能电池的 CT 激子等效电路模型46-64
- 3.1 有机太阳能电池的性能参数46-48
- 3.2 有机太阳能电池的 CT 激子等效电路模型48-56
- 3.2.1 CT 激子等效电路模型的仿真分析49-51
- 3.2.2 CT 激子等效电路模型的参数提取51-56
- 3.2.2.1 暗条件下参数的提取51-53
- 3.2.2.2 光照条件下参数的提取53-56
- 3.3 CT 激子等效电路模型的准确性验证56-62
- 3.3.1 太阳能电池器件的制备56-57
- 3.3.2 常规电路元件的参量57-59
- 3.3.3 CT 激子等效二极管对光电特性的影响59-62
- 3.4 本章小结62-64
- 第四章 有机太阳能电池的制备工艺和有机材料的椭偏研究64-76
- 4.1 有机太阳能电池的制备工艺64-68
- 4.1.1 有机太阳能电池的制备系统和测试平台64-65
- 4.1.2 有机太阳能电池制备流程65-68
- 4.2 有机材料的吸光系数以及折射率研究68-75
- 4.2.1 椭偏仪仪器的介绍69-70
- 4.2.2 椭偏仪测量的基本原理70-72
- 4.2.3 有机材料折射率的测量方法72-74
- 4.2.4 有机材料折射率的测量74-75
- 4.3 本章小结75-76
- 第五章 平面异质结电池的电子给体层优化及机理研究76-89
- 5.1 并五苯电子给体层的厚度优化76-78
- 5.2 电子给体层厚度对光场分布和光生激子的影响78-81
- 5.3 等效电路仿真以及具有 SF 特性的能量损失研究81-83
- 5.4 给体层厚度对电荷收集效率以及开路电压的影响83-87
- 5.5 本章小结87-89
- 第六章 平面异质结电池的阴极缓冲层优化和机理研究89-100
- 6.1 太阳能电池的光电特性89-91
- 6.2 阴极缓冲层对光场分布的影响91-93
- 6.3 阴极缓冲层的激子阻挡作用的研究93-95
- 6.4 阴极缓冲层对载流子收集效率的影响95-97
- 6.5 阴极缓冲层对受体层的保护作用97-99
- 6.6 本章小结99-100
- 第七章 基于多重电荷分离界面结构的有机太阳能电池的研究100-117
- 7.1 MCS 太阳能电池的工作原理100-102
- 7.2 基于磷光染料薄层的 MCS 有机太阳能电池102-108
- 7.2.1 磷光染料薄层的 MCS 器件的光电特性102-104
- 7.2.2 MCS 结构太阳能电池的外量子效率性能104-107
- 7.2.3 MCS 结构的等效电路模型107-108
- 7.3 基于荧光染料 RUBRENE 薄层的 MCS 有机太阳能电池108-115
- 7.3.1 RUBRENE 修饰层的 MCS 太阳能电池的光电特性108-111
- 7.3.2 MCS 结构的表面形貌分析111-113
- 7.3.3 MCS 器件的 CT 激子竞争关系以及光电流分析113-115
- 7.4 本章小结115-117
- 第八章 全文总结117-122
- 8.1 本论文的主要工作117-119
- 8.2 本论文的主要创新点119-122
- 致谢122-124
- 参考文献124-136
- 攻博期间取得的研究成果136-139
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