项目名称: 曲面异质结有机太阳电池研究

项目编号: No.61504134

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 无线电电子学、电信技术

项目作者: 刘孔

作者单位: 中国科学院半导体研究所

项目金额: 21万元

中文摘要: 摘要:有机太阳电池相对于传统太阳电池具有制备成本低、质量轻和制造工艺简单等优势。目前限制此类电池性能进一步提升的主要原因是材料的光吸收效率,激子分离效率和载流子传输效率偏低。针对这些问题,本项目提出曲面异质结的设计方案。利用尺寸可控的单分散纳米颗粒制备凹凸金属曲面,通过调节纳米颗粒大小和间距对曲面形貌、尺寸进行有效控制,研究不同结构的表面陷光效应。在金属曲面表面制备P3HT/PCBM及PTB7/PC71BM双层有机薄膜,形成纳米尺度的曲面异质结。研究曲面异质结的界面特性,获得较大界面面积的同时减少界面缺陷。研究曲面异质结的内建电场分布特点,通过制备全覆盖的新型透明电极构建有序内建电场分布。分析曲面异质结结构中提高激子分离与载流子传输效率的物理过程、机理,研制出高效有机薄膜太阳电池。

中文关键词: 有机太阳电池;曲面异质结;表面陷光效应;界面;内建电场

英文摘要: Organic solar cells are good alternatives for the conventional solar cells due to their potentially low manufacturing cost, light weight and ease of processing. There are several factors limit further improvement of solar cell efficiency, such as poor light absorption, exciton separation and charge transport. In order to improve these factors for more reliable applications, we design a flexure heterojunction structure solar cell. The flexural metal surface will be fabricated using size controlled monodispersed nanoparticles. The surface light trapping effect, which is affected by the morphology and size of the flexural surface will be investigated and optimized by adjusting the size and distance of nanoparticles. The organic semiconductor, P3HT/PCBM or PTB7/PC71BM will be transferred onto the top of the flexural metal surface to form nanoscale flexure heterojunction. We will investigate the properties of the flexure heterojunction interface. The big interface with low defect density will be obtained. We will investigate the built in field distribution of flexure heterojunction. The ordered built in field will be formed by introducing all covered novel transparent electrode. Based on the mechanism of improving exiton separation and carrier transmission efficiency in flexure heterojunction, the high efficiency thin film organic solar cells will be fabricated.

英文关键词: Organic solar cell;Flexure heterojunction;Surface light trapping effects;Interface;Built-in electric field

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