表面等離子效應(yīng)對(duì)有機(jī)薄膜太陽能電池性能影響的研究.pdf

1、有機(jī)薄膜太陽能電池由于其成本低廉、厚度薄、重量輕、可彎折等優(yōu)點(diǎn)，成為目前太陽能電池研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。但由于有機(jī)材料的光吸收與載流子遷移率之間的矛盾，限制了有機(jī)薄膜太陽能電池效率的進(jìn)一步提高。如何在有限的有機(jī)光敏感層中，提高光的吸收效率，成為人們進(jìn)一步提高有機(jī)光伏器件效率的急需解決的問題。金屬納米顆粒的表面等離子效應(yīng)，由于其能夠顆粒光散射近場增強(qiáng)以及表面等離子激元增強(qiáng)薄膜器件光吸收，而成為目前提高光伏器件效率的一個(gè)有效途徑。本文利用真空

2、熱蒸鍍法制備了銀納米顆粒，并研究了其表面等離子效應(yīng)對(duì)有機(jī)薄膜太陽能電池的性能的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用真空熱蒸鍍法，制備了不同厚度銀納米顆粒薄層，并研究了薄層厚度對(duì)光吸收以及等離子共振頻率的影響。隨著銀薄層厚度的增加，其對(duì)光的吸收增強(qiáng)，而且由于銀納米顆粒粒徑的增大，其表面等離子共振頻率也出現(xiàn)移動(dòng)。⑵通過將銀納米顆粒置于有機(jī)太陽能電池ITO陽極與PEDOT:PSS之間，制備了結(jié)構(gòu)為ITO/AgNPs layer(xnm

3、)/PEDOT:PSS(20nm)/CuPc(20nm)/C60(40 nm)/Bphen(5nm)/Ag(100nm)的器件，其中x=0、1、2、3、4。當(dāng)銀薄層平均厚度為2 nm時(shí)，電池器件的能量轉(zhuǎn)化效率由1.73％提高至2.20%。分析表明，銀納米顆粒通過散射入射光以及近場增強(qiáng)效應(yīng)，增加了有機(jī)光敏感層對(duì)入射光的吸收，從而增加了器件短路電流，提高了器件的能量轉(zhuǎn)換效率。⑶基于P3HT:PCBM太陽能器件，我們?cè)陉帢O緩沖層中添加銀納米顆