等离子体有机太阳能电池的多物理建模研究

项目名称： 等离子体有机太阳能电池的多物理建模研究

项目编号： No.61201122

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 电子学与信息系统

项目作者： 沙威

作者单位： 香港大学深圳研究院

项目金额： 25万元

中文摘要： 能源问题是决定人类自身发展和世界各国经济发展的重大问题。基于太阳能的光伏发电技术，是替代煤、天然气、石油等非可再生资源的最为有效的手段之一。本课题将麦克斯韦方程和有机半导体方程（泊松方程、电流连续性方程、漂移-扩散方程）耦合求解，发展精确、快速、高效和统一的有限差分框架，应用于任意二维和三维复杂结构"等离子体有机太阳能电池"的多物理建模，从而发现其深入的光电作用机理，并设计和优化新型的器件结构。该课题可为高性能有机光电池的发展奠定理论基础和工程支持，从而推动中国在光伏发电新能源领域的技术革新和市场优势。

中文关键词： 多物理建模；光学吸收；载流子传输；等离子体；有机太阳能

英文摘要： Energy consumption plays a key role in human existence and global economics development. Solar cell or photovoltaics technology is one of the most efficient tools in replacing fossil fuels (nonrenewable source of energy), such as coal, natural gas, and oil. The project aims at solving Maxwell's equations and organic semiconductor equations (Poisson equation, current continuity equation, and drift-diffusion equation) self-consistently by using fast, efficient, and unified finite-difference framework. We will apply the multiphysics model to 2D/3D arbitrary-shaped complex plasmonic organic solar cells. We will also design new device configurations through deep physical understanding of the interplay between electrons and photons. The project will offer theoretical foundations and engineering supports for high-performance organic solar cells. Moreover, it will promote the technology revolution and market predominance for Chinese photovoltaics industry.

英文关键词： multiphysics model；optical absorption；photocarriers transport；plasmonics；organic photovoltaics