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基于透射率曲线确定聚合物太阳能电池功能层的光学常数和厚度

黄卓寅 李国龙 李衎 甄红宇 沈伟东 刘向东 刘旭

基于透射率曲线确定聚合物太阳能电池功能层的光学常数和厚度

黄卓寅, 李国龙, 李衎, 甄红宇, 沈伟东, 刘向东, 刘旭
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  • 本文介绍了一种确定聚合物太阳能电池功能层光学常数和厚度的方法. 该方法借助于特定的色散模型拟合透射率测试曲线以获得功能层光学常数和厚度值. 文中比较了Forouhi-Bloomer和Lorentz-Oscillator模型在体异质结薄膜的透射率拟合计算中的适用性, 计算了poly(3-hexylthiophene)(P3HT)/[6,6]-phenylC61-butyric acid methyl ester (PCBM)和 poly[2-methoxy-5-5(2'-ethyl-hexyloxy)-1,4-phenylenevinylene](MEH-PPV)/PCBM体异质结薄膜的光学常数和厚度. 拟合得到的曲线与实验曲线符合良好, 厚度计算的结果与台阶仪测量结果保持一致, 误差小于4%. 进一步分析得到的热退火和加入高沸点溶剂添加剂后P3HT/PCBM薄膜的光学常数和光学禁带值与相应器件伏安特性相符. 该方法适用于所有体异质结的功能层, 可用于聚合物太阳能电池的膜系优化和在线检测.
    • 基金项目: 中央高校基本科研业务费专项基金(批准号: 2009QNA5010; 2010QNA6003), 国家自然科学基金(批准号: 61007056)和高等学校博士学科点专项科研基金(批准号: 20100101120048)资助的课题.
    [1]

    Oosterhout S D, Wienk M M, van BavelS S, ThiedmannR, Koster L J A, Gilot J, Loos J, Schmidt V, Janssen R A J 2011 Nature Materials 8 818

    [2]

    Chen H Y, Hou J H, Zhang S Q, Liang Y Y, Yang G W, Yang Y, Yu L P, Wu Y, Li G 2009 Nature Photonics 3 649

    [3]

    Chen H Y, Yang H C, Yang G W, Sista S, Zadoyan R, Li G, Yang Y 2009 J. Phys. Chem. C 113 7946

    [4]

    van Bavel S S, Sourty E, deWith G, Loos J 2009 Nano Lett. 9 507

    [5]

    Miao X, Peng J B 2010 Acta Phys. Sin. 59 2131 (in Chinese) [徐苗, 彭俊彪 2010 物理学报 59 2131]

    [6]

    Yu H Z, Wen Y X 2011 Acta Phys. Sin. 60 038401 (in Chinese) [於黄忠, 温源鑫 2011 物理学报 60 038401]

    [7]

    Li R H, Meng W M, Peng Y Q, Ma C Z, Wang R S, Xie H W, Wang Y, Ye Z C 2010 Acta Phys. Sin. 59 2126 (in Chinese) [李荣华, 孟卫民, 彭应全, 马朝柱, 汪润生, 谢宏伟, 王颖, 叶早晨 2010 物理学报 59 2126]

    [8]

    Liu R, Xu S, Zhao S L, Zhang F J, Cao X N, Kong C, Cao W Z, Gong W 2011 Acta Phys. Sin. 60 058801 (in Chinese) [刘瑞, 徐征, 赵谡玲, 张福俊, 曹晓宁, 孔超, 曹文喆, 龚伟 2011 物理学报 60 058801]

    [9]

    Zhao D W, Tan S T, Ke L, Liu P, Kyaw A K K, Sun X W, Lo G Q, Kwong D L 2010 Solar Energy Materials & Solar Cells 94 985

    [10]

    Kim J Y, KimS H, Lee H H, Lee K, Ma W L, Gong X, Heeger A L 2006 Adv. Mater 18 572

    [11]

    Persson N K, 2005 J. Chem. Phys. 123 204718

    [12]

    Mariano C Q, Heliotis G, Xia R, Ariu M, Pintani M, Etchegoin P, Bradley D D C 2005 Adv. Funct Mater 15 925

    [13]

    Weber J W, Calado V E, van de Sanden M C M2010 Appl. Phys. Lett. 97 091904

    [14]

    Macleod H A 2001 Thin-Film Optical Filters 3rd edn (Bristol: Institute of Physics Publishing) p34

    [15]

    Zhu D X, Shen W D, Ye H, Liu X, Zhen H Y 2008 J. Phys. D: Appl. Phys. 41 235104

    [16]

    ShenWD, Liu X, Zhu Y, Zou T, Ye H, Gu P F 2005 Chinese Journal of Semiconductors 26 155 (in Chinese) [沈伟东, 刘旭, 朱勇, 邹桐, 叶辉, 顾培夫 2005 半导体学报 26 155]

    [17]

    Su W T, Li B, Liu D q, Zhang F S 2006 Optical Instruments 28 150 (in Chinese) [苏伟涛, 李斌, 刘定权, 张凤山 2006 光学仪器 28 150]

    [18]

    Laidani N, Bartali R, Gottardi G, Anderle M, Cheyssac P 2008 J. Phys.: Condens Matter 20 015216

    [19]

    Moulé A J, Meerholz K 2007 Appl. Phys. Lett. 91 061901

    [20]

    Moulé A J, Bonekamp J B, Meerholz K 2006 J. Appl. Phys. 100 094503

    [21]

    Koster L J A, Smits E C P, Mihailetchi V D, Blom P W M 2005 Physical Review B 72 085205

  • [1]

    Oosterhout S D, Wienk M M, van BavelS S, ThiedmannR, Koster L J A, Gilot J, Loos J, Schmidt V, Janssen R A J 2011 Nature Materials 8 818

    [2]

    Chen H Y, Hou J H, Zhang S Q, Liang Y Y, Yang G W, Yang Y, Yu L P, Wu Y, Li G 2009 Nature Photonics 3 649

    [3]

    Chen H Y, Yang H C, Yang G W, Sista S, Zadoyan R, Li G, Yang Y 2009 J. Phys. Chem. C 113 7946

    [4]

    van Bavel S S, Sourty E, deWith G, Loos J 2009 Nano Lett. 9 507

    [5]

    Miao X, Peng J B 2010 Acta Phys. Sin. 59 2131 (in Chinese) [徐苗, 彭俊彪 2010 物理学报 59 2131]

    [6]

    Yu H Z, Wen Y X 2011 Acta Phys. Sin. 60 038401 (in Chinese) [於黄忠, 温源鑫 2011 物理学报 60 038401]

    [7]

    Li R H, Meng W M, Peng Y Q, Ma C Z, Wang R S, Xie H W, Wang Y, Ye Z C 2010 Acta Phys. Sin. 59 2126 (in Chinese) [李荣华, 孟卫民, 彭应全, 马朝柱, 汪润生, 谢宏伟, 王颖, 叶早晨 2010 物理学报 59 2126]

    [8]

    Liu R, Xu S, Zhao S L, Zhang F J, Cao X N, Kong C, Cao W Z, Gong W 2011 Acta Phys. Sin. 60 058801 (in Chinese) [刘瑞, 徐征, 赵谡玲, 张福俊, 曹晓宁, 孔超, 曹文喆, 龚伟 2011 物理学报 60 058801]

    [9]

    Zhao D W, Tan S T, Ke L, Liu P, Kyaw A K K, Sun X W, Lo G Q, Kwong D L 2010 Solar Energy Materials & Solar Cells 94 985

    [10]

    Kim J Y, KimS H, Lee H H, Lee K, Ma W L, Gong X, Heeger A L 2006 Adv. Mater 18 572

    [11]

    Persson N K, 2005 J. Chem. Phys. 123 204718

    [12]

    Mariano C Q, Heliotis G, Xia R, Ariu M, Pintani M, Etchegoin P, Bradley D D C 2005 Adv. Funct Mater 15 925

    [13]

    Weber J W, Calado V E, van de Sanden M C M2010 Appl. Phys. Lett. 97 091904

    [14]

    Macleod H A 2001 Thin-Film Optical Filters 3rd edn (Bristol: Institute of Physics Publishing) p34

    [15]

    Zhu D X, Shen W D, Ye H, Liu X, Zhen H Y 2008 J. Phys. D: Appl. Phys. 41 235104

    [16]

    ShenWD, Liu X, Zhu Y, Zou T, Ye H, Gu P F 2005 Chinese Journal of Semiconductors 26 155 (in Chinese) [沈伟东, 刘旭, 朱勇, 邹桐, 叶辉, 顾培夫 2005 半导体学报 26 155]

    [17]

    Su W T, Li B, Liu D q, Zhang F S 2006 Optical Instruments 28 150 (in Chinese) [苏伟涛, 李斌, 刘定权, 张凤山 2006 光学仪器 28 150]

    [18]

    Laidani N, Bartali R, Gottardi G, Anderle M, Cheyssac P 2008 J. Phys.: Condens Matter 20 015216

    [19]

    Moulé A J, Meerholz K 2007 Appl. Phys. Lett. 91 061901

    [20]

    Moulé A J, Bonekamp J B, Meerholz K 2006 J. Appl. Phys. 100 094503

    [21]

    Koster L J A, Smits E C P, Mihailetchi V D, Blom P W M 2005 Physical Review B 72 085205

  • [1] 董正琼, 赵杭, 朱金龙, 石雅婷. 入射光照对典型光刻胶纳米结构的光学散射测量影响分析. 物理学报, 2020, 69(3): 030601. doi: 10.7498/aps.69.20191525
    [2] 刘乃漳, 张雪冰, 姚若河. AlGaN/GaN 高电子迁移率器件外部边缘电容的物理模型. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191931
    [3] 左富昌, 梅志武, 邓楼楼, 石永强, 贺盈波, 李连升, 周昊, 谢军, 张海力, 孙艳. 多层嵌套掠入射光学系统研制及在轨性能评价. 物理学报, 2020, 69(3): 030702. doi: 10.7498/aps.69.20191446
    [4] 胡耀华, 刘艳, 穆鸽, 秦齐, 谭中伟, 王目光, 延凤平. 基于多模光纤散斑的压缩感知在光学图像加密中的应用. 物理学报, 2020, 69(3): 034203. doi: 10.7498/aps.69.20191143
    [5] 梁琦, 王如志, 杨孟骐, 王长昊, 刘金伟. Al2O3衬底无催化剂生长GaN纳米线及其光学性能研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191923
    [6] 朱存远, 李朝刚, 方泉, 汪茂胜, 彭雪城, 黄万霞. 用久期微绕理论将弹簧振子模型退化为耦合模理论. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191505
    [7] 王培良. 蚁群元胞优化模型在路径规划中的应用. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191774
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-06-02
  • 修回日期:  2011-06-24
  • 刊出日期:  2012-04-15

基于透射率曲线确定聚合物太阳能电池功能层的光学常数和厚度

  • 1. 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室, 杭州 310027
    基金项目: 

    中央高校基本科研业务费专项基金(批准号: 2009QNA5010

    2010QNA6003), 国家自然科学基金(批准号: 61007056)和高等学校博士学科点专项科研基金(批准号: 20100101120048)资助的课题.

摘要: 本文介绍了一种确定聚合物太阳能电池功能层光学常数和厚度的方法. 该方法借助于特定的色散模型拟合透射率测试曲线以获得功能层光学常数和厚度值. 文中比较了Forouhi-Bloomer和Lorentz-Oscillator模型在体异质结薄膜的透射率拟合计算中的适用性, 计算了poly(3-hexylthiophene)(P3HT)/[6,6]-phenylC61-butyric acid methyl ester (PCBM)和 poly[2-methoxy-5-5(2'-ethyl-hexyloxy)-1,4-phenylenevinylene](MEH-PPV)/PCBM体异质结薄膜的光学常数和厚度. 拟合得到的曲线与实验曲线符合良好, 厚度计算的结果与台阶仪测量结果保持一致, 误差小于4%. 进一步分析得到的热退火和加入高沸点溶剂添加剂后P3HT/PCBM薄膜的光学常数和光学禁带值与相应器件伏安特性相符. 该方法适用于所有体异质结的功能层, 可用于聚合物太阳能电池的膜系优化和在线检测.

English Abstract

参考文献 (21)

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