有机太阳能电池无铟透明电极的光电性能研究

以氧化锌铝陶瓷靶为溅射源,采用射频磁控溅射方法制备了铝掺杂氧化锌(AZO)无铟透明导电薄膜,通过X射线衍射仪、分光光度计和四探针仪等测试分析,研究了基板温度对薄膜晶体结构、力学和光电性能的影响.结果表明:所制备的AZO薄膜均为六角纤锌矿结构,并具有(002)择优取向,其晶体结构、残余应力、方块电阻、光学带隙以及优良指数等都与基板温度相关,当温度为400℃时,AZO薄膜的优良指数最大(0.40-Ω1),具有最好的光电综合性能.     

有机电子的物理化学性能研究

至上世纪80年代,聚合物电荷传导获得突破,发现此研究的人获得2000年诺贝尔奖。人们疑惑：有机物是否可以如有机半导体一样得到广泛应用。至1987年有机发光二极管（OLED）问世以来,有机电子材料为人们所广泛关注。有机分子目前被认为在半导体器件方面是一种活性成分,然而有机分子产生的光（有机发光二极管）已经工业化,就有机分子在晶体管中应用来控制电流电压目前还处于发展阶段。     

沉积温度影响有机太阳能电池阳极薄膜结晶性能

采用射频磁控溅射工艺,以氧化锌铝（AZO）陶瓷靶作为靶材,通过优化工艺参数在玻璃基板上制备了具有c轴择优取向的AZO透明导电薄膜.基于X射线衍射（XRD）测试表征,研究了沉积温度对薄膜结晶性能的影响.实验结果表明：AZO薄膜的结晶性能与沉积温度密切相关,较低温度时,随着沉积温度的升高,薄膜的结晶性能得到提高,但是沉积温度进一步升高时却有所变差.当沉积温度为400℃时,AZO薄膜的结晶性能最佳,c轴取向良好,晶粒尺寸接近40 nm.     

有机太阳能电池内部串并联电阻对器件光伏性能的影响

在分析有机太阳能电池等效电路模型的基础上,利用W函数建立了电池伏安特性的显性关系,研究了电池内部串并联电阻对其伏安特性、短路电流、开路电压和填充因子的影响.研究结果表明:电池的短路电流只受其内部串联电阻的影响,而开路电压则只受其内部并联电阻的影响,同时串联电阻的减小和并联电阻的增大都有利于提高电池的填充因子和能量转换效率.这一结论对于有机太阳能电池的制备及其光伏性能的改善具有重要的指导作用.     

柔性显示用改性纸质基板的表面性能及机械性能研究

柔性显示因其具有可弯曲折叠的特性倍受人们的关注,而纸质基板因为成本低、弯曲性好、环境友好等优点在柔性显示领域具有广阔的应用前景.本文采用直接贴附、磁控溅射的成膜方法在纸质基板表面制备了PET/SiO2/Al2O3有机/无机复合阻隔薄膜,采用热重分析仪、原子力显微镜、X射线衍射仪、附着力测试、弯曲性能测试等方法对纸质基板...     

HATCN作为阳极缓冲层掺杂剂的有机太阳能电池的性能研究

将有机小分子材料HATCN掺杂于酞菁铜(CuPc)中,制备出有机太阳能电池ITO/HATCN:CuPc/CuPc/C60/BCP/Al.在光强为100 mW/cm2的太阳能模拟器照射下,当HATCN的掺杂浓度为5%时,器件性能最好,开路电压(Voc)为0.48 V,短路电流密度(Jsc)为5.66 mA/cm2,填充因子(FF)为0.48,能量转化效率(PCE)为1.30%.与未掺杂的器件ITO/CuPc/C60/BCP/Al相比,PCE提高了59%,这主要归因于HATCN具有较好的载流子传输性能和非常低的LUMO能级.     

溶液法制备氧化钼应用于柔性有机太阳能电池阳极缓冲层

本文研究了溶液法制备氧化钼,与PEDOT:PSS以不同比例共混制作阳极缓冲层,应用到柔性有机太阳能电池中。当PEDOT:PSS与Mo O3以1:1体积比时,膜的表面分散最均匀,填充因子最高,器件效率也最高(0.9%)。     

下一代有机太阳能电池

随着能源价格的持续上涨，企业纷纷寻求可再生能源作为廉价电源。由于生产硅太阳能电池价格高，利用太阳这一最为丰富的能源来发电也很昂贵，于是有机太阳能电池出现了。有机太阳能电池用廉价材料制成，具有柔性且结构质量小，可为从射频识别标签到电感性电位分压器和手提电脑的所有用电器供电，有望为太阳能开辟新的市场。     

超薄Ag透明电极的厚度对半透明有机太阳能电池光伏性能的影响

基于热蒸镀法制备了超薄透明银(Ag)电极,将其利用在半透明有机太阳能电池中,研究了超薄Ag透明电极的厚度对半透明有机太阳能电池透射率和光伏性能的影响.测试不同厚度Ag透明电极的透射率发现,当Ag电极厚度由15 nm增加到20 nm时,可见光区的透射率逐渐降低.透明Ag电极的厚度在18 nm时,器件在可见光区的平均透射率...     

内蒙古鄂尔多斯方沸石矿的物理化学性能研究

对新近发现的内蒙古鄂尔多斯大型方沸石矿的部分采集样进行了化学分析、XRD、FT-IR、差示扫描量热、低温Nz静态吸附，以及阳离子交换容量实验，实验发现，鄂尔多斯方沸石矿属Fe-Mg型方沸石矿，伴有水白云母、长石、硬玉、氧化铁等矿物，方沸石是主要成份．由于其正方品系晶胞参数a值比理想晶胞大，表明有Fe^3 参与硅铝骨架构筑．矿样中不同组分的结合水在120℃～360℃间释放，结构羟基在500℃～700℃间以结构水释放．由于矿样比表面积、孔体积比较小，其K^ 、NH4^ 、Cu^2 离子交换容量都比较低，要提高其实际应用价值，尚要进一步探索改性处理的方法。     

柔性衬底非晶硅/微晶硅叠层太阳电池

报道了对柔性村底非晶硅/微晶硅叠层太阳电池的研究结果.首先采用等离子体化学气相沉积(PECVD)方法在不锈钢柔性衬底上制备了微晶硅太阳电池,发现合适的硅烷浓度和引入Ag/ZnO背反射镜可提高微晶硅太阳电池的性能,使之作为叠层太阳电池的底电池.然后将不同厚度的硅基p+/n+隧穿结应用于非晶硅/微晶硅叠层太阳电池,分析了其对太阳电池电学和光学特性的影响,发现p+层厚度增加后,电池的开路电压提高,短路电流密度减小;随着n+层厚度的变化,电池的短路电流密度和填充因子均存在最佳值.获得了光电转换效率为11.26%(AM1.5,1000W/m2)的不锈钢柔性衬底非晶硅/微晶硅叠层太阳电池.并进行了大面积化工作,在不锈钢衬底和聚酰亚胺衬底上分别获得了光电转换效率为5.89%(25cm2,AMO,1353W/m2)和5.82%(4cm2,AMO,1353W/m2)的叠层太阳电池.     

活性层混合溶剂的选择对高分子太阳能电池性能的影响

高分子有机太阳能电池因为其简单的制作工艺和轻便稳定的特性而引起人们的广泛研究。控制活性层的形貌对于提高有机太阳能电池的光电性能有着至关重要的意义。使用两种不同的混合溶剂(氯仿/1,8-二碘代辛烷和氯苯/1,8-二碘代辛烷)来制备PTB7-Th:PC_(70)BM活性层。发现使用氯苯/1,8-二碘代辛烷能使活性层获得更好的相分离效果,从而有利于光的吸收和电荷的分离。相对于氯仿/1,8-二碘代辛烷,使用氯苯/1,8-二碘代辛烷的太阳能电池的光电转化效率从7.21%大幅提高到了8.86%。这主要来自短路电流密度(从15.1 mA/cm~(-2)提高至16.7 mA/cm~2)和填充因子(从61.2%提高至66.3%)的提高。结果表明使用氯苯/1,8-二碘代辛烷作为混合溶剂有利于制备高性能的基于PTB7-Th:PC_(70)BM的有机太阳能电池。     

有机太阳能电池的研究进展

回顾了近五年有机太阳能电池在电池材料和器件性能方面的研究进展．在材料方面,合成具有低带隙的化合物,使之与太阳光谱有更好的匹配,以提高对太阳光的吸收范围;在器件方面,通过使用异质结和纳米结构,使之在增加光吸收的同时保证激子的分离与有效迁移．有机聚合物太阳能电池是有机太阳能电池的发展方向,设计并合成具有低带宽和低HOMO能级的D—A型聚合物是提高其理论光能转化效率的关键．通过改进与提高电池的制作技术,充分挖掘新材料的潜力,将获得较大光能转换效率的有机太阳能电池．     

Al2O3衬底上多晶硅薄膜的外延和区熔再结晶

研究了陶瓷衬底上多晶硅薄膜的生长和区熔再结晶.利用快速热化学气相沉积(RTCVD)方法,在低成本的Al2O3衬底上沉积了重掺杂的致密多晶硅薄膜,薄膜的晶粒尺寸在微米级.经区熔再结晶(ZMR)后,薄膜的晶粒尺寸有了较大的提高,而且迁移率较高,这样的薄膜可以用作晶体硅薄膜太阳电池的籽晶层.最大的晶粒达到毫米量级,空穴迁移率超过50 cm2·V-1·s-1.在籽晶层上外延的活性层形貌与此类似.这些结果显示这种薄膜在光伏应用方面有较大的潜力.     

Investigation of Organic Solar Cells Based on Donor-Accepter Heterojunction

The single-layer structure and heterojunction structure organic solar cells based on copper phthalocyanine(CuPc),3,4,9,10-Perylenetetracarboxylic dianhydride(PTCDA)and fullerene C60 were fabricated to study their photovoltaic(PV)properties.The PV performance of heterojunction structure solar cells was improved compared with the single layer structure cell.This is due to the introduction of donor-acceptor heterojunction that both expands the absorption range and offers efficient exciton dissociation site.In heterojunction structure solar cells,the PV performance of device with C60 as acceptor has highly improved because C60 has longer diffusion length of excitons.     

TiO2纳米线的制备及在柔性染料敏化太阳能电池中的应用

采用水热法制备锐钛矿TiO2纳米线(TNWs),用X射线衍射和扫描电子显微镜对TNWs的形貌及其成分进行表征.将制备好的TNWs与TiO2混合,以乙醇、水作为分散剂制备稳定均一的TiO2胶体.采用刮涂法在ITO/PEN衬底上低温制备了柔性光阳极和染料敏化太阳能电池(DSSC),对其进行形貌及光电性能等表征和测试,分析TNWs的量对电池性能的影响.结果表明,加入TNWs可达到增加电子传导从而提高电池效率的目的.经优化发现,掺入质量分数为5.0%的TNWs时,电池的性能最好,所组装的柔性DSSC在100mW/cm2模拟太阳光照下,光电转换效率达2.59%.     

多结叠层太阳电池中隧穿结的性能优化

提高太阳电池的转换效率是人类利用和发展太阳能技术的主要追求目标,目前有望大幅度提高转换效率的一个最直接手段就是采用多结叠层太阳电池.开发研制电学和光学损耗极小的隧穿结,是提高多结叠层太阳电池性能的有效途径.从材料、掺杂剂和掺杂浓度的选择以及结构的优化等诸多方面,阐述了改善隧穿结性能的理论方法和技术措施.对优化隧穿结的沉...