项目名称: 基于金属纳米网透明电极的表面等离激元聚合物光伏电池研究

项目编号: No.61307042

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2014

项目学科: 无线电电子学、电信技术

项目作者: 朱锦锋

作者单位: 厦门大学

项目金额: 28万元

中文摘要: 聚合物太阳能电池具有柔软、轻便、低成本和制造简易等优点,它很有希望在将来成为传统光伏电池的替代品。当前,聚合物太阳能电池面临的两个重要挑战分别是:通过光学限制使超薄活性层具有强的光吸收,以及在器件制备上寻求氧化铟锡(ITO)透明电极的替代品。在过去的许多年里,众多研究者一直在寻求用表面等离激元纳米结构和金属纳米结构来分别克服这两个挑战。这里我们将这两者的解决方案综合起来,提议采用金属表面等离激元薄膜电极构建新型聚合物光伏器件,并进行相关的理论和试验研究。具有纳米多孔阵列的金属纳米网薄膜不仅将被作为透明电极集成到新型器件中,而且将增强活性层的光吸收。本研究将聚焦于器件光电多物理场模型的设计和优化,金属纳米网薄膜的制备和表征,器件的制备和优化等工作。本项目的基础研究工作成果将有力地提升聚合物太阳能电池的功率转换效率和其他器件性能。

中文关键词: 表面等离激元;纳米结构;光学限制;太阳能电池;光电探测器

英文摘要: Polymer solar cells are a promising alternative to conventional photovoltaic devices due to their flexibility, light weight, low cost, and convenient fabrication. Nowadays, two significant challenges in polymer solar cells are high optical absorption in ultra-thin active layers by light trapping, and replacement of the indium tin oxide (ITO) transparent electrodes in device fabrication. In the past few years, many researchers have been seeking plasmonic nanostructures and metallic nanostructures to conquer the two challenges, separately. Here, we combine the solutions of two challenges and propose the theoretical and experimental study of using metallic plasmonic thin film electrodes in a new conceptual polymer photovoltaic device. Metallic nanomesh thin films with nanohole arrays will be intergrated into novel devices as transparent electrodes, and it will also enhance the light absorption in active layers. The research will focus on the device model design and optimization based on photo-electric multiphysics, the metallic nanomesh fabrication and characterization, and the device fabrication and optimization. The achievements of this fundamental research should provide a desirable way to improve the power conversion efficiency and other device performances of polymer solar cells.

英文关键词: Plasmonics;Nanostructure;Light Trapping;Solar Cells;Photodetectors

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