项目名称: 包覆型银纳米结构对有机太阳能电池性能的优化研究

项目编号: No.61274056

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2013

项目学科: 无线电电子学、电信技术

项目作者: 郝玉英

作者单位: 太原理工大学

项目金额: 81万元

中文摘要: 有机太阳能电池(OSCs)作为一种清洁可再生能源对大规模利用太阳能、提供廉价电能具有重要意义。但OSCs的效率低是制约其应用的关键因素之一。大量研究表明在OSCs中植入贵金属纳米结构有利于提高活性层的光吸收,但该技术在提高OSCs光吸收的同时,也导致了金属界面处载流子的复合损失、激子的淬灭损失,这对OSCs光电转化效率的提高是不利的。为此,本项目提出设计制备聚四氟乙烯包覆的银纳米核-壳结构及三氧化钼包覆的银纳米层状凹凸结构,将其同时植入OSCs中,使OSCs的光、电性能同时得到优化,实现其光电转化效率的显著提高。研究包覆型银纳米结构的表面等离子激元激发及局域场增强的物理机制,研究多模式表面等离子激元激发对活性层光吸收的调控规律;研究包覆型银金属纳米结构及其耦合作用对OSCs中激子的扩散与解离、载流子传输与收集行为的影响规律。本项目研究将为高效率OSCs的研发提供重要的科学依据。

中文关键词: 金属纳米光栅;金属纳米颗粒;包覆型金属纳米结构;有机太阳能电池;光电转化效率

英文摘要: Organic solar cells (OSCs), as a clean and renewable energy, are very important for utilizing solar energy on a large scale and then supplying cheap electric energy. However, the poor efficiency of OSCs limits their application. Therefore, increasing photoelectric convertion efficiency(PCE) of OSCs has attracted a lot of attentions. A great many researches had indicated that noble metallic nanostructures incorporating into OSCs can enhance light absorption of active layer. But this technology also lead to queching of excitons and recombination of free charge carriers at metal/organic interface. These are very disadvantageous for improving the efficiency of OSCs. Therefore, in this project, silver-Teflon AF core-shell nanostructure and MoO3/silver/MoO3 samdwich nanostructure with concave-convex interface will be designed and prepared, and then incorporated into OSCs for avoiding exciton quenching and carrier recombination loss. The ultimate realization of these goals is to improve PCE of OSCs more efficiently. The excitation of surface plasmon polaritons and the near-field enhanced effect of the coated silver nanostructures will be investigated theoretically, and then the physical mechanism will be revealed. The coupling properties between the incidence light field and surface plasmon polaritons in the coated

英文关键词: silver nanostructure with coating layer;organic solar cell;surface plasmon resonance;power conversion efficiency;

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