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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.
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    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

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    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

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    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]

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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:  2012-02-05

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

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