有机太阳电池纳米随机织构复合电极的陷光机理、结构设计与实验研究

项目名称： 有机太阳电池纳米随机织构复合电极的陷光机理、结构设计与实验研究

项目编号： No.61377031

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： 张建军

作者单位： 南开大学

项目金额： 82万元

中文摘要： 有机太阳电池吸收层载流子迁移率低，使电荷复合几率随吸收层厚度增加，制约了器件光电转换效率的提升。引入陷光机制可以实现超薄吸收层对光的充分吸收，是改善载流子复合、提高效率的重要手段。然而现有的周期性陷光结构难以使电池的整体性能得到改善，在结构设计、光谱响应、界面复合等方面有待进一步深入的研究。本项目提出一种具有随机织构绒面前电极、漫反射结合光学隔离层复合背电极的三重光吸收增益效果的光管理方案。采用纳米形貌微调控、界面修饰、多层膜光学参数匹配等手段，实现对入射短波光的前散射、长波光的背漫反射以及吸收层的光强分布调控，获得宽谱域光吸收增强效果。通过三维光学理论模拟，揭示随机织构陷光电极提高有机太阳电池光吸收效率的机理。本项目兼顾电极的陷光结构在光学和电学上对电池的双重影响机制，最终制备出基于新型的前散射、背漫反射及光强增强相结合的有机电池原型器件，为进一步提高有机电池的光吸收和转换效率奠定基础。

中文关键词： 有机太阳电池；光管理；纳米随机织构；光谱吸收；光电转换

英文摘要： Organic solar cells (OSCs) have attracted intensive attention because of their advantages of flexibility, light weight, and potential for low cost. However, due to the low carrier mobility of organic semiconductor materials, the absorption layer thickness

英文关键词： organic solar cell；light management；random nano-textured；spectrum absorption；photoelectric conversion