表面等離子效應對有機薄膜太陽能電池性能影響的研究.pdf

1、有機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，成為目前太陽能電池研究領(lǐng)域的一個熱點。但由于有機材料的光吸收與載流子遷移率之間的矛盾，限制了有機薄膜太陽能電池效率的進一步提高。如何在有限的有機光敏感層中，提高光的吸收效率，成為人們進一步提高有機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，由于其能夠顆粒光散射近場增強以及表面等離子激元增強薄膜器件光吸收，而成為目前提高光伏器件效率的一個有效途徑。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對有機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，其對光的吸收增強，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。⑵通過將銀納米顆粒置于有機太陽能電池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。當銀薄層平均厚度為2 nm時，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效應，增加了有機光敏感層對入射光的吸收，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，我們在陰極緩沖層中添加銀納米顆