搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于光学与光—电转换模型对聚合物电池功能层厚度与性能相关性分析

李国龙 黄卓寅 李衎 甄红宇 沈伟东 刘旭

基于光学与光—电转换模型对聚合物电池功能层厚度与性能相关性分析

李国龙, 黄卓寅, 李衎, 甄红宇, 沈伟东, 刘旭
PDF
导出引用
导出核心图
  • 本文基于Forouhi-Bloomer 模型得到了这种功能层的光学常数.根据菲涅耳系数矩阵法计算了这种器件内的光电场分布,并计算了不同厚度的聚合物功能层的光子吸收数.同时,通过Onsager-Braun理论,分析了在无外加电场下聚合物功能层厚度对激子分离概率的影响.理论分析和实验结果证明:在特定的薄膜制备工艺下,器件结构为ITO/PEDOT/ P3HT:PC60BM /LiF/Al时,聚合物功能层厚度在100 nm左右时,可以使器件的光子吸收数最大化,同时避免了激子分离概率的降低.
    • 基金项目: 中央高校基本科研业务费专项基金,高等学校博士学科点专项基金(批准号:20100101120048)和国家自然科学基金(批准号:61007056)资助的课题.
    [1]

    Li G, Shrotriya V, Huang J S, Yao Y, Moriarty T, Emery K, Yang Y 2005 Nature 4 864

    [2]

    Feng Z H, Hou Y B, Shi Q M, Liu X J, Teng F 2010 Chin. Phys. B 19 098601

    [3]

    Kim J Y, Lee K, Coates N E, Moses Daniel, Nguyen T Q, Dante Mark, Heeger A J 2007 Science 317 222

    [4]

    Park S H, Roy A, Beaupre S, Cho S, Coates N, Moon J S, Moses D, Leclerc M, Lee K, Heeger A J 2009 Nature Photonics 3 297

    [5]

    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

    [6]

    Kumar A, Sista S, Yang Y 2009 J. Appl. Phys. 105 094512

    [7]

    Pivrikas A, Sariciftci N S, Juska G, Osterbacka R 2007 Prog. Photovolt: Res. Appl. 15 677

    [8]

    Pettersson L A A A, Roman L S, Inganas Olle 1999 J. Appl. Phys. 86 487

    [9]

    Stubinger T, Brutting W 2001 J. Appl. Phys. 90 3632

    [10]

    Zhou Y, Wu G S, Dai W, Li H B, Wang A Y 2010 Acta. Phys. Sin. 59 2356 (in Chinese)[周 毅、吴国松、代 伟、李洪波、汪爱英 2010 物理学报 59 2356]

    [11]

    Peumans P, Yakimov A, Forrest S R 2003 J. Appl. Phys. 93 3693

    [12]

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

    [13]

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

    [14]

    Forouhi A R, Bloomer I 1986 Phys. Rev. B 34 7018

    [15]

    Mihailetchi V D, Koster L J A, Hummelen J C, Blom P W M 2004 Phys. Rev. Lett. 93 216601

    [16]

    Xing H W, Peng Y Q, Yang Q S, Ma C Z, Wang R S, Li T S 2008 Acta. Phys. Sin. 57 7374 (in Chinese)[邢宏伟、彭应全、杨青森、马朝柱、汪润生、李训栓 2008 物理学报 57 7374]

    [17]

    Braun C L 1984 J. Chem. Phys. 80 4157

    [18]

    Hausermann R, Knapp E, Moos M, Reinke N A, Flatz T, Ruhstaller B 2009 J. Appl. Phys. 106 104507

  • [1]

    Li G, Shrotriya V, Huang J S, Yao Y, Moriarty T, Emery K, Yang Y 2005 Nature 4 864

    [2]

    Feng Z H, Hou Y B, Shi Q M, Liu X J, Teng F 2010 Chin. Phys. B 19 098601

    [3]

    Kim J Y, Lee K, Coates N E, Moses Daniel, Nguyen T Q, Dante Mark, Heeger A J 2007 Science 317 222

    [4]

    Park S H, Roy A, Beaupre S, Cho S, Coates N, Moon J S, Moses D, Leclerc M, Lee K, Heeger A J 2009 Nature Photonics 3 297

    [5]

    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

    [6]

    Kumar A, Sista S, Yang Y 2009 J. Appl. Phys. 105 094512

    [7]

    Pivrikas A, Sariciftci N S, Juska G, Osterbacka R 2007 Prog. Photovolt: Res. Appl. 15 677

    [8]

    Pettersson L A A A, Roman L S, Inganas Olle 1999 J. Appl. Phys. 86 487

    [9]

    Stubinger T, Brutting W 2001 J. Appl. Phys. 90 3632

    [10]

    Zhou Y, Wu G S, Dai W, Li H B, Wang A Y 2010 Acta. Phys. Sin. 59 2356 (in Chinese)[周 毅、吴国松、代 伟、李洪波、汪爱英 2010 物理学报 59 2356]

    [11]

    Peumans P, Yakimov A, Forrest S R 2003 J. Appl. Phys. 93 3693

    [12]

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

    [13]

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

    [14]

    Forouhi A R, Bloomer I 1986 Phys. Rev. B 34 7018

    [15]

    Mihailetchi V D, Koster L J A, Hummelen J C, Blom P W M 2004 Phys. Rev. Lett. 93 216601

    [16]

    Xing H W, Peng Y Q, Yang Q S, Ma C Z, Wang R S, Li T S 2008 Acta. Phys. Sin. 57 7374 (in Chinese)[邢宏伟、彭应全、杨青森、马朝柱、汪润生、李训栓 2008 物理学报 57 7374]

    [17]

    Braun C L 1984 J. Chem. Phys. 80 4157

    [18]

    Hausermann R, Knapp E, Moos M, Reinke N A, Flatz T, Ruhstaller B 2009 J. Appl. Phys. 106 104507

  • [1] 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. 物理学报, 2012, 61(4): 048801. doi: 10.7498/aps.61.048801
    [2] 李国龙, 李进, 甄红宇. TiO2光学间隔层增强聚合物太阳能电池光吸收的分析. 物理学报, 2012, 61(20): 207203. doi: 10.7498/aps.61.207203
    [3] 薛春荣, 易葵, 齐红基, 邵建达, 范正修. 氟化物材料在深紫外波段的光学常数. 物理学报, 2009, 58(7): 5035-5040. doi: 10.7498/aps.58.5035
    [4] 李文生, 孙宝权. 电场调谐InAs量子点荷电激子光学跃迁. 物理学报, 2013, 62(4): 047801. doi: 10.7498/aps.62.047801
    [5] 郝志红, 胡子阳, 张建军, 郝秋艳, 赵颖. 掺杂PEDOT ∶PSS对聚合物太阳能电池性能影响的研究. 物理学报, 2011, 60(11): 117106. doi: 10.7498/aps.60.117106
    [6] 李国龙, 李进. 微纳光栅结构增强聚合物太阳能电池光吸收的研究. 物理学报, 2012, 61(20): 207204. doi: 10.7498/aps.61.207204
    [7] 李国龙, 何力军, 李进, 李学生, 梁森, 高忙忙, 袁海雯. 纳米银增强聚合物太阳能电池光吸收的研究. 物理学报, 2013, 62(19): 197202. doi: 10.7498/aps.62.197202
    [8] 王文娟, 王海龙, 龚谦, 宋志棠, 汪辉, 封松林. 外电场对InGaAsP/InP量子阱内激子结合能的影响. 物理学报, 2013, 62(23): 237104. doi: 10.7498/aps.62.237104
    [9] 龚伟, 徐征, 赵谡玲, 刘晓东, 杨倩倩, 樊星. NPB阳极缓冲层对反型结构聚合物太阳能电池性能的影响. 物理学报, 2014, 63(7): 078801. doi: 10.7498/aps.63.078801
    [10] 熊 稳, 赵 铧. ZnO薄膜的激子能量和束缚能的计算. 物理学报, 2007, 56(2): 1061-1065. doi: 10.7498/aps.56.1061
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  3344
  • PDF下载量:  608
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2010-09-17
  • 修回日期:  2010-10-18
  • 刊出日期:  2011-07-15

基于光学与光—电转换模型对聚合物电池功能层厚度与性能相关性分析

  • 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,高等学校博士学科点专项基金(批准号:20100101120048)和国家自然科学基金(批准号:61007056)资助的课题.

摘要: 本文基于Forouhi-Bloomer 模型得到了这种功能层的光学常数.根据菲涅耳系数矩阵法计算了这种器件内的光电场分布,并计算了不同厚度的聚合物功能层的光子吸收数.同时,通过Onsager-Braun理论,分析了在无外加电场下聚合物功能层厚度对激子分离概率的影响.理论分析和实验结果证明:在特定的薄膜制备工艺下,器件结构为ITO/PEDOT/ P3HT:PC60BM /LiF/Al时,聚合物功能层厚度在100 nm左右时,可以使器件的光子吸收数最大化,同时避免了激子分离概率的降低.

English Abstract

参考文献 (18)

目录

    /

    返回文章
    返回