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TiO2光学间隔层增强聚合物太阳能电池光吸收的分析

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

李国龙, 李进, 甄红宇
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  • 基于共轭聚合物给体材料聚3-己基噻吩(P3HT)和富勒烯衍生物受体材料(6, 6)-苯基-C61 (PCBM) 共混的体异质结结构的聚合物太阳能电池因其空穴载流子迁移率低而限制了P3HT:PCBM功能层厚度, 从而影响了器件对入射光的吸收.在聚合物功能层和反射电极间插入TiO2光学间隔层可以使器件内电场重新分布并改善器件的光吸收.基于薄膜传递矩阵法计算了不同的P3HT:PCBM功能层厚度和TiO2插入层厚度的器件内光电场和光吸收. 理论分析证明:器件结构为铟锡氧化物(ITO) (100 nm)/聚3, 4-乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐PEDOT:PSS (40 nm)/P3HT:PCBM/TiO2/LiF (1 nm)/Al (120 nm)时, 插入10 nm厚的TiO2膜层可以使器件的聚合物功能层厚度在减薄25 nm的同时增加16.3%的光子吸收数,并且不明显降低功能层的激子分离概率,即功能层和TiO2光学间隔层厚度分别约为75和10 nm时的器件性能为宜,此结果通过器件性能实验得以证实.
    • 基金项目: 宁夏科技支撑项目资助的课题.
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  • 文章访问数:  1503
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  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-03-05
  • 修回日期:  2012-04-10
  • 刊出日期:  2012-10-20

TiO2光学间隔层增强聚合物太阳能电池光吸收的分析

  • 1. 宁夏大学宁夏光伏材料重点实验室, 银川 750021;
  • 2. 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室, 杭州 310027
    基金项目: 

    宁夏科技支撑项目资助的课题.

摘要: 基于共轭聚合物给体材料聚3-己基噻吩(P3HT)和富勒烯衍生物受体材料(6, 6)-苯基-C61 (PCBM) 共混的体异质结结构的聚合物太阳能电池因其空穴载流子迁移率低而限制了P3HT:PCBM功能层厚度, 从而影响了器件对入射光的吸收.在聚合物功能层和反射电极间插入TiO2光学间隔层可以使器件内电场重新分布并改善器件的光吸收.基于薄膜传递矩阵法计算了不同的P3HT:PCBM功能层厚度和TiO2插入层厚度的器件内光电场和光吸收. 理论分析证明:器件结构为铟锡氧化物(ITO) (100 nm)/聚3, 4-乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐PEDOT:PSS (40 nm)/P3HT:PCBM/TiO2/LiF (1 nm)/Al (120 nm)时, 插入10 nm厚的TiO2膜层可以使器件的聚合物功能层厚度在减薄25 nm的同时增加16.3%的光子吸收数,并且不明显降低功能层的激子分离概率,即功能层和TiO2光学间隔层厚度分别约为75和10 nm时的器件性能为宜,此结果通过器件性能实验得以证实.

English Abstract

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