有机太阳能电池封装技术毕业设计
太阳能电池模拟本科毕业论文
湖北大学本科毕业论文（设计）湖北大学本科毕业论文（设计）题目新型硅基薄膜太阳能电池器件的设计与模拟毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神□优□良□中□及格□不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度□优□良□中□及格□不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力□优□良□中□及格□不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性□优□良□中□及格□不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）指导教师：（签名）单位：（盖章）年月日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）评阅教师：（签名）单位：（盖章）年月日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况□优□良□中□及格□不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况□优□良□中□及格□不及格3、学生答辩过程中的精神状态□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格评定成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）教研室主任（或答辩小组组长）：（签名）年月日教学系意见：系主任：（签名）年月日目录绪论 (1)1 光伏太阳能电池的原理 (2)1.1 光电池的电流电压特性 (2)1.2 描述太阳能电池的参数 (3)1.3 影响太阳电池转换效率的因素 (4)2 模拟软件AMPS-1D的介绍 (6)3 单晶硅太阳能电池的设计与模拟 (8)3.1 单晶硅太阳能电池的研究概况及单晶硅性质 (8)3.2 设计与模拟结果 (9)3.2.1 单晶硅的性能参数 (9)3.2.2 单结型改变厚度 (9)3.2.3 单结型改变掺杂浓度 (12)3.2.4 改变结构 (13)3.3 结论 (14)4 多晶硅太阳能电池的设计与模拟 (15)4.1 多晶硅太阳能电池的研究概况及多晶硅性质 (15)4.2 设计与模拟结果 (15)4.2.1 多晶硅的性能参数 (15)4.2.2 单结型改变厚度 (16)4.2.3 改变掺杂浓度 (18)4.2.4 改变结构 (20)4.3 结论 (21)5 非晶硅太阳能电池的设计与模拟 (21)5.1 非晶硅太阳能电池的研究概况及非晶硅性质 (21)5.2 设计与模拟结果 (23)5.2.1 非晶硅的性能参数 (23)5.2.2 p-i-n型设计与模拟 (23)5.2.3 改变结构 (29)5.3 结论 (30)总结 (31)参考文献 (32)新型硅基薄膜太阳能电池器件的设计与模拟摘要本论文首先介绍了太阳能电池的光伏原理及其发展概况，并采用AMPS-1D软件模拟分析了单晶硅、多晶硅、和非晶硅太阳能电池的光伏特性与器件结构的关系。
有机太阳能电池的设计和制备
有机太阳能电池的设计和制备随着环境保护意识的增强和对传统化石燃料的约束，人类在寻找新型、绿色、高效能源的道路上，不断推进科技创新。
有机太阳能电池便是其中一种前沿研究方向，是一种基于有机半导体材料的新型光电转换器件。
截至目前，有机太阳能电池已经被广泛应用于电子产品、太阳能充电和储能等领域。
尽管与传统硅晶太阳能电池相比，有机太阳能电池的效率还需进一步提高。
但由于其轻薄、柔性、透明等优点，有机太阳能电池的应用前景被广泛看好。
接下来，本文将详细介绍有机太阳能电池的设计和制备过程，并探讨其面临的问题和未来发展。
1. 有机太阳能电池的基本结构有机太阳能电池基本结构由以下三部分构成：阳极、阴极和有机半导体层。
阳极和阴极分别是两种电极，需要使用高导电性材料进行制备。
有机半导体层则需要使用有机材料经过特殊处理后形成。
阳极和阴极的材料要求有高的导电性和光学透明度。
常见的阳极材料包括氧化铟锡（ITO）、氧化锌（ZnO）等，而阴极则可以使用银等材料。
有机半导体层是整个有机太阳能电池最为关键的一部分，其材料种类多种多样，并依据具体的设计要求进行选择和优化。
目前常见的有机半导体材料包括全有机材料（如聚合物材料）、杂化有机-无机材料（如钙钛矿太阳能电池）、碳量子点材料等。
2. 有机太阳能电池的制备过程有机太阳能电池的制备过程一般包括两个主要步骤：阳极/阴极的制备和有机半导体层的制备。
具体步骤如下：（1）阳极/阴极的制备：制备阳极需先将PET或导电玻璃基底进行清洗，然后进行ITO 或氧化锌薄膜的溅射沉积（或其它涂布方法）制备。
制备阴极需使用相应的金属材料薄膜沉积。
（2）有机半导体层的制备：有机半导体层的制备需依据设计要求进行选择和优化。
例如，对于聚合物材料制备，需要将单体材料进行加热熔融，然后沉淀在阳极上以形成有机薄膜。
而钙钛矿太阳能电池则需要将钙钛矿溶液均匀涂敷于阳极上并在可控温度下进行晶化，并由此得到光伏薄膜。
制备碳量子点材料则需先选取合适的碳前驱体，然后经过一系列化学反应形成高质量的碳量子点薄膜。
光伏电池组件的封装
光伏电池组件的封装光伏组件实验报告题目：光伏电池组件的封装学院：物理与电子工程学院班级： 11级光伏班姓名：邵健指导教师：薛春荣副教授完成日期： 2013 年 12 月 3 日一、实验背景太阳能发电是一种新型能源，具有环保、节能、取之不尽、用之不竭等特点，在当前世界范围资源紧缺的环境下，太阳能发电以其固有的特点赢得了多数使用者的青睐。
太阳能电池组件是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分，其作用是将太阳能转化为电能，在推广及普及太阳能发电过程中必不可少。
太阳能电池组件在生产过程中需要将太阳能电池片夹在保护背板和表面透明材料之间，并保持牢固密封的状态，以达到隔离空气、保护电池片、增加透光率、延长寿命的目的。
随着技术的不断进步，太阳能电池组件的封装工艺不断的推陈出新，逐渐走向成熟，本文重点探讨一种新的太阳能电池封装工艺。
二、实验目的1、了解光伏电池组件的封装的工艺流程；2、能自己动手操作一些流程。
三、实验器材光伏实验室四、实验原理和方法4.1 组件生产工艺简介组件线又叫封装线，封装是太阳能电池生产中的关键步骤，没有良好的封装工艺，多好的电池也生产不出好的组件板。
电池的封装不仅可以使电池的寿命得到保证，而且还增强了电池的抗击强度。
产品的高质量和高寿命是赢得可客户满意的关键，所以组件板的封装质量非常重要。
4.2 组件生产工艺流程图4.3 光伏电池组件结构图封装结构图玻璃电池片4.4 太阳电池组装工艺简介4.4.1 电池分选由于电池片制作条件的随机性，生产出来的电池性能不尽相同，所以为了有效的将性能一致或相近的电池组合在一起，所以应根据其性能参数进行分类；电池测试即通过测试电池的输出参数（电流和电压）的大小对其进行分类。
以提高电池的利用率，做出质量合格的电池组件。
4.4.2 单焊将汇流带焊接到电池正面（负极）的主栅线上，汇流带为镀锡的铜带，焊带的长度约为电池边长的2倍。
多出的焊带在背面焊接时与后面的电池片的背面电极相连。
太阳能电池毕业设计
太阳能电池毕业设计太阳能电池毕业设计太阳能作为一种清洁、可再生的能源，近年来受到了越来越多的关注和重视。
太阳能电池作为其中的关键技术之一，具有广阔的应用前景。
在我的毕业设计中，我选择了太阳能电池作为研究对象，旨在探索提高太阳能电池效率的方法，并设计出一种更加高效可靠的太阳能电池。
首先，我对太阳能电池的原理进行了深入研究。
太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置，其核心是半导体材料。
当太阳光照射到半导体材料上时，光子的能量被电子吸收，电子被激发到导带中，形成电流。
通过将多个太阳能电池串联或并联，可以得到更高的输出电压和电流。
了解太阳能电池的原理是进行后续设计和优化的基础。
接下来，我进行了太阳能电池的材料选择和性能测试。
太阳能电池的性能受到材料的影响很大，因此选择合适的材料非常重要。
我通过实验室测试和文献调研，选取了效率较高的硅材料作为太阳能电池的基底材料。
同时，我还进行了材料的光学、电学和热学性能测试，以评估其适用性和稳定性。
在材料选择的基础上，我开始进行太阳能电池的结构设计和优化。
太阳能电池的结构包括正负极的设计、光吸收层的厚度和材料选择等。
我通过模拟计算和实验验证，不断调整和优化太阳能电池的结构参数，以提高其光电转换效率和稳定性。
例如，我尝试了不同的光吸收层厚度和材料组合，以找到最佳的吸光性能和电荷传输效率。
除了结构优化，我还研究了太阳能电池的表面处理和封装技术。
太阳能电池的表面处理可以提高其光吸收能力和光电转换效率。
我尝试了不同的表面纳米结构和涂层材料，以增加太阳能电池对太阳光的吸收。
同时，我还研究了太阳能电池的封装技术，以提高其耐久性和稳定性。
通过合理的封装设计和材料选择，可以有效地保护太阳能电池免受外界环境的影响。
最后，我对设计的太阳能电池进行了性能测试和评估。
通过实验室测试和数据分析，我评估了太阳能电池的光电转换效率、稳定性和可靠性。
同时，我还与其他同类产品进行了对比，以验证设计的太阳能电池的性能优势和竞争力。
毕业设计(论文)晶体硅太阳能电池的扩散工艺研究
晶体硅太阳能电池的扩散工艺研究摘要近年来，太阳能电池的技术已经取得了很大的进展，很可能成为未来主要电力来源之一，因此研究太阳能电池尤其其光电转化效率有极其重要的意义。
扩散制作p-n结是晶体硅太阳电池的核心，是电池质量好坏的关键之一。
本文所研究的主要问题是低成本晶体硅太阳电池在工业化生产中的扩散制作p-n结工艺。
太阳电池制作中的工艺优化也是非常重要的。
对于扩散工序而言，确保高效电池的高产能面临的最大问题在于如何保障扩散的均匀性，优化扩散的均匀性主要采取温区补偿技术。
论文针对影响扩散均匀性的因素多且关联复杂等特点，重点对难于控制的气氛场因素进行系统实验研究，在气体流量、均流设计、炉内温度等方面提出了较好的优化实验方法，通过将实验方法应用于工业生产，扩散均匀性得到了非常好的控制。
从扩散均匀性对太阳电池电性能的影响角度，本论文通过实验分析了电池表面不同扩散均匀性对填充因子FF、并联电阻Rsh、串联电阻Rs、开路电压Uoc和转换效率Eff的影响。
验证了通过改善扩散工艺提高太阳能电池的转换效率具有广阔的发展前景。
关键词：晶体硅太阳能电池，扩散工艺，均匀性，转换效率The Diffudion Technology of Crystalline Silicon Solar CellABSTRACTSolar cell technology has made great progress, it might be called the main power source of the future, the study of solar cells in particular, the photoelectric conversion efficiency is extremely important.Diffusion mading p-n junction is the core of crystalline silicon solar cells, and is one of the key to the good and bad quality of the battery. The main problem of this paper is the low-cost industrial production of crystalline silicon solar c ells in the production of p-n junction in the diffusion process.Optimization of solar cell production process is also very important. For the diffusion process, the biggest problem to ensure high efficient battery capacity is how to protect the spread of uniformity, optimization of the uniformity of spread mainly take the temperature compensation technology.In this paper,experiment methods are adopted for optimizing diffusion uniform by analyzing diffusion air-flowing environment．the air-flowing environment，which is comprised of quartz boat,quartz block,SiC paddle etc,is controlled difficultly．good experimental method of optimization is proposed in gas flow, current design, the furnace temperature and other aspects , by experimental methods appling to industrial production, the proliferation of uniformity has been very good control.From the proliferation of uniformity on the electrical properties of solar angle, this paper experimentally analyzed the proliferation of different cell surface uniformity in the fill factor FF, shunt resistance Rsh, series resistance Rs, the open circuit voltage Uoc and conversion efficiency of Eff . Proved that by improving the diffusion process to improve the conversion efficiency of solar cells has broad prospects for development.KEY WORDS: crystalline silicon solar cells,diffusion technology, uniformity, efficiency目录第一章绪论 0§1.1太阳能电池的应用领域 0§1.2 我国光伏产业发展的状态及趋势 (1)§1.2.1我国光伏产业的现状 (1)§1.2.2 光伏产业发展中的瓶颈与危机 (2)§1.3 本论文研究内容与研究意义 (2)第二章太阳能电池的制造工艺及工作原理 (4)§2.1常规晶体硅太阳电池结构 (4)§2.2 晶体硅太阳能电池生产工艺 (4)§2.2.1 制绒 (5)§2.2.2 扩散制p-n结 (5)§2.2.3去除边缘p-n结和去磷硅玻璃 (6)§2.2.4 镀膜 (6)§2.2.5 丝网印刷电极 (7)§2.2.6 烧结 (7)§2.3 硅PN结太阳电池的基本工作原理 (8)§2.3.1光生伏特效应 (8)§2.3.2 I-V特性 (9)第三章扩散制作P-N结 (13)§3.1 扩散的基本原理 (13)§3.1.1 扩散的基本知识 (13)§3.1.2 液态源磷扩散原理 (14)§3.2 液态源扩散设备 (15)§3.2.1设备的主要性能指标 (15)§3.2.2设备主要构成 (16)§3.3 扩散参数 (17)§3.3扩散方法和工艺条件的选择 (19)§3.4 扩散质量的检验 (20)§3.4.1表面质量检验 (20)§3.4.2 方块电阻的检验 (20)第四章晶体硅太阳电池的扩散工艺实验与研究 (22)§4.1工艺气体流量对炉内温度的影响 (23)§4.2废气排放位置对炉口均匀性的影响 (24)§4.3 排风量大小对炉口均匀性的影响 (25)§4.4均流板分流设计对扩散片内片间均匀性的影响 (25)§4.5 扩散片内片间均匀性调节实验 (26)§4.5.1 扩散炉温对方阻阻值的影响 (28)§4.5.2调整扩散炉温改善片间扩散的均匀性 (29)§4.6 扩散均匀性对太阳能电池性能的影响 (31)结论 (33)参考文献 (34)致谢 (35)第一章绪论1954年出现了现在的硅太阳能电池的第一代产品。
太阳能电池包装设计
【 关键词】 包装碎片率解决方案
在太 阳能行业， 由于是易碎产品， 包装 防护尤为重要。 在此行业 中太 阳
能 电 池开 箱 碎 片 率 ， 是衡 量 企 业 技 术 水 平 的 指标 之 一 。 原有 包 装 开 箱 碎 片 率较高， 达到 ０ ４ 左 右接 近 合 同碎 片 率上 限 ， 客 抱 怨 很 多 。 ．％ 顾
三、 具体 实验结果
已经 过 １ 的试 验 验 证 、 年 生产 验 证 。 有益效果： 将 开 箱碎 片率 从 ０ ４ 降 至 ０ ２ ， 年 产 量 ３ ０ Ｗ 每 瓦 ＩＲ Ｂ ．％ ．％ 按 ０Ｍ ， ＯＭ ， 每 年 可产 生效 益 ：０ ＊ ０４ 一 ． ％ ＊ Ｏ ６ Ｒ 。 ３ ０ （．％ ０ ２ ） Ｉ ＝Ｍ Ｉ ￣
生碎 片 。
ｂ 在纸盒内部六面都有 １ｍ 、 ２ｍ厚 的软海绵保护 ， 易产生崩边。 不 盒体有
５ 其 中有 一 面 可 以打 开 （ 附 图 １ ， 于 取 片 。 面 见 ）便
有益效果 ： 将 开箱 碎片 率从 ０ ４ ．％ 降 至 ０ ２ ， 按 年 产 量 ．％
３ ０ Ｗ 每 瓦 Ｉ Ｒ Ｂ ０Ｍ ， ＯＭ，
近 期 改造 与 长 远 规 划 有 机 结合 ， 现 安 全 和 节 水 并 重 ， 程 改造 和 建 设 标 实 工
项 目工 程 负 总责 。副 局 长 分 别 担任 质 检 监 督 、 法 监 察 、 工 管 理 、 执 施 安全 保
准 与节水 目标相统一 ； 二是要延长初步 设计周期 ， 扩大设计范 围， 以若干年 为 阶段 ， 次 设计 ， 期 实 施 ； 是要 坚 持 技 术 先 进 、 全 可 靠 、 济 合 理 的 一 分 三 安 经 设计原则。 工程设计人员要深入现场， 结合实 际， 保证新老工程 的衔接运行 安全 ； 四是要积极引进新技术 、 新材料 、 新工艺， 全面提高灌 区工 程建设标
太阳能电池组件封装工艺研究
太阳能电池组件封装工艺研究摘要：太阳能电池组件是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分，其作用是将太阳能转化为电能，在推广及普及太阳能发电过程中必不可少。
太阳能电池组件在生产过程中需要将太阳能电池片夹在保护背板和表面透明材料之间，并保持牢固密封的状态，以达到隔离空气、保护电池片、增加透光率、延长寿命的目的。
随着技术的不断进步，太阳能电池组件的封装工艺不断的推陈出新，逐渐走向成熟，本文对太阳能电池封装工艺进行了阐述。
关键词：太阳能电池组件封装工艺研究一、太阳能电池组件封装工艺1、EV A肺膜封装20世纪70年代末80年代初美国JPL实验室以杜邦公司的E1vax150树脂(醋酸乙烯含量33%)为原料，研制了以EV A为基础的太阳胶膜配方，产品于1981年上市销售。
胶膜配方由EV A树脂、交联剂、防老化剂和硅烷偶联剂组成，经过层压封装，EV A树脂部分交联，形成具有一定透光率、粘接强度和热稳定性的胶膜。
目前大部分公司出售的EV A太阳胶膜产品及封装工艺均基于此项技术。
20世纪90年代初，国内有关单位在国家“八五”计划的支持下，研制了EV A胶膜，目前国内大部分太阳电池封装厂都使用他们的产品。
当封装1一2W的小组件时，则多使用环氧树脂进行液体浇铸封装。
为达到隔离大气的目的，目前普遍采用两片EV A胶膜将太阳电池包封，并和上层玻璃、底层TPT热压粘合为一体，构成太阳电池板。
此方法简单易行，非常适合工业化生产。
月前无锡尚德、南京中电等大型太阳电池公司的电池封装工艺都采用此法。
太阳光中能量较高、破坏性较强的紫外光是造成太阳电池组件封装材料EV A胶膜老化、龟裂、变色的原因;另外EV A胶膜配方自身的降解、氧化和残余的交联剂与防老化剂之间的反应也会导致EV A胶膜变黄、透光率下降，影响太阳电池效率性能。
目前太阳电池加工行业急需解决此技术瓶颈，或采用新的替代品。
2、真空玻璃封装真空玻璃封装是将太阳电池封装在抽成真空的特制玻璃夹层中。
光伏电池的封装与组件设计
光伏电池的封装与组件设计随着可再生能源的重要性不断凸显，光伏电池作为一种清洁能源的重要代表，正逐渐成为人们关注的焦点。
而在光伏电池的应用中，其封装与组件设计具有重要的意义。
本文将对光伏电池的封装与组件设计进行探讨，旨在提供有关该领域的相关知识和设计方法。
一、光伏电池封装的重要性光伏电池的封装是保护光伏电池的重要手段，可以有效延长光伏电池的使用寿命，并提高其工作效率。
封装可以对光伏电池进行绝缘、防尘、防湿、抗紫外线等多重保护措施，从而保证光伏电池在各种环境下的正常工作。
此外，合理的封装设计还可以提高光伏电池的机械强度，增强其抗震、抗冲击能力，减少光伏电池在长期使用过程中的损伤。
二、光伏电池封装的基本要求1. 绝缘性能：光伏电池封装材料应具有良好的绝缘性能，以防止光伏电池受潮、发生漏电等问题。
2. 耐候性：光伏电池封装材料应具有良好的耐候性能，能抵御日晒雨淋、高温或低温条件下的腐蚀和老化。
3. 光学性能：光伏电池封装材料的透光率应高，以提高光伏电池的光吸收效率。
4. 机械性能：光伏电池封装材料应具有良好的抗拉伸、抗压、抗弯曲等机械性能，以适应各种环境下的应力变化。
5. 导热性能：光伏电池封装材料的导热性能直接影响光伏电池的工作效率，应具有良好的导热性能，以迅速散热，提高光伏电池的发电效率。
三、光伏电池组件设计的关键因素1. 结构设计：光伏电池组件的结构设计应考虑其在光照条件下的光传输和散热效果，以最大程度地提高电池板的发电效率。
2. 接线设计：光伏电池的接线设计应合理布置，以减少电路阻抗和功率损失，并提高整个光伏电池组件的效率。
3. 温度控制：光伏电池在工作过程中会产生一定的热量，适当的温度控制可以提高光伏电池的输出功率和可靠性。
4. 涂层选择：光伏电池组件的涂层选择应根据光伏电池的工作原理及使用环境综合考虑，以提高光伏电池的抗污染和抗腐蚀能力。
5. 可靠性设计：光伏电池组件的可靠性设计包括耐候性、抗震性、防盗性等，以确保光伏电池组件能在各种恶劣的环境条件下长期并稳定地工作。
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1有机太阳能电池概述1.1研究背景随着化石能源的日益枯竭,可再生能源的寻求已经迫在眉睫，太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的绿色能源受到了人们的关注。
据统计，地球表面接受的太阳能辐射达到全球需求能源的一万倍，地球每平方米平均每年受到的辐射可发电289kw.h，在全球4%的沙漠上装太阳光伏系统，就足以满足全球能源需求。
因此光伏发电具有广阔的发展空间。
目前占光伏市场主导地位的是单晶硅和多晶硅太阳能电池。
但是,昂贵的成本是限制无机太阳能电池进一步发展的重要因素。
并且，中国多晶硅价格从去年最高的超过300万元/吨，下降至目前大约120万元/吨。
薄膜太阳能电池等由于成本低,市场份额迅速扩大，这不仅对传统晶硅电池价格形成压制，同时在一定程度上降低了太阳能发电成本。
从20世纪70年代开始人们就越来越关注有机太阳能的研制。
在导电聚合物上的研发利用取得很大的进步，有机半导体成为硅半导体的替代品指日可待。
机导电聚合物有其独特的优势：有机分子可以经过加工，不需要得到晶体状无机半导体。
特别是聚合物半导体的优越性是与廉价的加工技术联系在一起。
大量的研究表明，导电聚合物是集各种性能于一身的半导体材料。
导电聚合物又称导电高分子,是通过参杂手段,能使得电导率在半导体和导体范围内的聚合物.自1970年代第一种导电聚合物—聚乙炔发现以来,一系列星星导电聚合物相继问世.常见的导电聚合物有聚乙炔,聚噻吩,聚吡咯,聚苯胺,聚苯撑,聚苯撑乙烯,和聚双炔等.有机薄膜聚合物的快速发展，为有机薄膜太阳能电池的发展，提供有力的支持。
机薄膜太阳能电池也是一种薄膜器件，现在的各种成熟的薄膜制造技术为有机薄膜太阳能电池的发展提供技术保障。
有机聚合物太阳能电池具有可重复利用，质量轻，柔性强，对环境无污染，低成本，制作过程简易迅速等优点。
双层异质结概念的引入标志着有机太阳能电池的一个重要突破。
1986年,C. W. Tang[1]使用另一种有机半导体材料作为电子受体,与电子给体材料(酞菁铜)构成异质结,制备了双层结构的有机太阳能电池，大幅度提高了有机太阳能电池的性能。
1995年,Yu等[2]将共轭聚合物EH-PPV 和富勒烯(或其衍生物PCBM)混合在一起,制备了体异质结太阳能电池。
2001年,Shaheen等[3]使用氯苯作为溶剂来取代当时常用的甲苯,制备了基于聚对苯乙炔富勒烯衍生物混合溶液(MDMO-PPV:PCB)性层的体异质结太阳能电池。
该器件的功率转换效率达到2.5%,几乎是甲苯作为溶剂的器件效率(0.9%)的3倍。
2003年,Padinger等[4]对P3HT:PCBM体异质结太阳能电池进行热退火(75°C)以及外加电压(2.7V)的后期处理,在白光照射下(功率为80mW/cm2)获得了3.5%的功率转换效率。
2007年,Peet等[5]报道称向PCPDTBT:PC71BM混合溶液(溶剂为氯苯)中添加很小体积比的alkanedithiol,制备的太阳能电池的效率从没有添加剂时的2.8%提高到5.5%。
2012年,DO等[6]报道了效率高达8.62%的反型结构叠层太阳能电池,主要釆用了更高效的低带隙材料作为子电池的活性层。
2013年,you等[7]继续优化低带隙聚合物并釆用Dou等所报道的器件结构,制备的叠层太阳能电池效率首次突破10% (达到10.6%)。
1.2有机太阳能电池的基本结构1.2.1单层有机太阳能电池器件单层太阳能电池是由一层同质单一极性的有机半导体嵌入电极之间而组成的电池器件，如图1-1(a)，其结构为:玻璃基片/电极/同质活性层/电极，阳极一般是ITO，阴极一般是功函数低的金属Al，Ag，Ca，Mg 等。
在有机单层器件中，两个电极功函数差别导致的内建电场是激子解离为电子和空穴的主要驱动力，然而，内建电场一般不足以将有机材料的激子解离，所以激子解离效率极低。
从而导致单层结构光电转换效率很低。
1.2.2双层异质结有机太阳能电池器件双层异质结有机太阳能电池的给体和受体材料分层于阴极和阳极两个电极间组成平面型D-A界面，如图1-1(b)，其结构为：玻璃基片/阳极/给体材料/受体材料/金属阴极，在双层异质结太阳能电池器件中电荷分离的主要驱动力是给体和受体的LUMO的能极差（给体和受体界面的电子势垒）。
在界面处较大的势垒更有利于激子的解离。
和单层器件对比，双层异质结器件的优点在于提供更好的电子空穴通道。
电子和空穴分别在n型受体材料中和p型给体材料中传输，使电荷分离效率增大，自由电荷重新复和率减小。
1.2.3体异质结有机太阳能电池器件本体异质结有机太阳能电池的给体和受体在活性层中是充分混合的，D-A界面存在于整个活性层。
如图1-1(c)，其结构为：玻璃基片/阳极/混合活性层材料/金属阴极，与双层异质结相似，都是用D-A界面效应来转移电荷。
区别在于本体异质结在整个活性层产生电荷分离，而双层异质结只在界面处产生电荷分离，所以本体异质结器件中激子解离效率较高，复合的概率较小，本体异质结有机太阳能电池活性层材料的形貌和受体/给体的混合程度，对光电流的产生和能量转换效率有很大的影响。
粒径的尺寸太大会降低电荷的分离效率，太小会阻碍电荷的传输，因此，优化材料粒径大小可以较好的提高电荷分离效率和输运效率。
二元体异质结有机太阳能电池的活性层材料中包含一种给体材料和一种受体材料，而近研究发现的三元有机太阳能电池包括两种给体材料和一种受体材料或两种受体材料一种给体材料，能够扩展宽带隙聚合物材料的吸收光谱至近红外区域，这种方法简单有效。
和传统的二元体系有机太阳能电池相比，三元有机太阳能电池具有一定的优势。
通过合理的设计，在主体系中引入适当第三种材料，有源层的能级和吸收光谱能够得到调节。
能级的调节有助于提升有机太阳能电池的开路电压，进而提升电池的光电转换效率，同样，有源层吸收光谱的扩展能够增大其对太阳光子的捕获，提升短路电流。
此外，级联的能级结构可以促进载流子的传输，形貌的改善有益于激子的解离和载流子的收集，能量传递能够辅助激子解离，提高激子的解离效率。
综合运用三元有机太阳能电池的这些优势，提高对三元有机太阳能电池机理的理解，将有助于推动有机太阳能电池的发展。
1.2.4叠层结构有机太阳能电池器件叠层结构有机太阳能电池器件是将多个单元器件串联做成一个器件，从而最大限度的吸收太阳光谱，使电池的开路电压和效率得到提高。
如图1-1(d)，其结构为：玻璃基片/阳极(透明)/活性单元结构1/连接层/活性单元结构2/阴极（背电极），太阳光谱的能量分布很宽，而一般材料的吸收范围都是有限的，单一材料只能吸收部分太阳光谱能量。
叠层结构的电池利用不同种类材料的不同光谱吸收范围，提高对太阳光谱的吸收，从而提高效率。
由于串联的原因，叠层结构电池的开路电压一般大于其子单元结构的开路电压，其转换效率主要受到光生电流的限制。
因此，更好的选择各子电池的能隙宽度和厚度是叠层结构电池设计的关键，保证各个子电池之间的欧姆接触，从而得到高的转换效率。
(a) (b)(c) (d)图1-1有机太阳能电池结构1.3有机太阳能电池工作原理有机太阳能电池的基本原理是光生伏特效应。
器件的活性层吸收光,并通过光电效应将其转化为电能。
有机异质结的活性层通常是由N型(电子传输有利)和P型(空穴传输有利)两种不同类型的导电材料组成的。
当能量大于禁带宽度的光入射到太阳能电池器件上时,器件的活性层材料会吸收入射光,入射的光子会激发产生不平衡的电子-空穴对, 即激子，如图1-2(a)。
激子在薄膜内会进行自由扩散。
当激子扩散至异质结处时,由于内建电场的作用,激子发生解离,P型材料的电子进入到N型材料,N型材料的空穴进入到P型材料，如图1-2(b)。
P型材料积累的空穴和N型材料积累的电子产生了由P型材料指向N型材料的电场,这个电场的方向与内建电场的方向相反,在平衡时场强与内建电场相等,这就是光生伏特效应。
在生成载流子之后,电子和空穴分别在N型材料和P型材料传输。
最终分别在阴极和阳极进行收集，如图1-2(c)。
因此,有机太阳能电池的工作过程可以总结为:1,光吸收;2,激子的产生;3,激子的扩散;4,激子解离成自由载流子;5,载流子传输;6,载流子复合；7，载流子的输出。
（a）（b）（c）图1-21.4有机太阳能电池器件特性1.4.1光谱响应光谱响应指的是太阳能电池对某些波长的光有着不同的敏感，呈现的特点是，在光的照射下，电路的电流随着不同的波长而发生改变，并能给出最大的电流，具有最大的响应值。
光谱响应的曲线一般是由太阳能电池的结构、活性材料以及电极材料等决定的。
光谱响应的曲线被称为量子效率曲线，其又可以分为外量子效率曲线和内量子曲线。
从量子效率曲线上可以了解界面以及各组成半导体面对载流子的提取能力的大小，从而对太阳能电池的界面进行优化，进而提高太阳能电池的性能，最终提高太阳能的转化效率。
外量子效率指的是入射的光字数和产生的电子数的比值就，即是入射到电池上的每一个光子产生的少数载流子或者是空穴电子对的数目。
可以用公式表示为)(1240nm P I EQE in sc λ⨯⨯==入射光子数输出电子数 （1-1） 入射光源一定，I sc 的大小和EQE 有关，其中λ是入射光子的波长，I sc 是器件的光电流，P in 模拟光的入射功率。
内量子效率指的是太阳能电池吸收的光子和产生的光子的比值，即在太阳能电池中吸收的每一个光子产生的载流子或者是空穴电子对的数目。
对于不同的材料入射的光子的数目是不同的，同种材料而言入射的光子也不一定能被全部的吸收，产生的电子也不一定全部产生电能，对于太阳能电池而言量子效率高而能量转换效率低。
1.4.2 开路电压当太阳能电池在开路的情况下，被分离的载流子将会在p -n 结界面大量的街垒，在一定的程度上补偿了接触电动势，这是产生的光生电动势被称为开路电压。
且R sh =∞的时候，开路电压为)1ln(0+=I I q T nk V sc B oc 。
对于有机太阳能电池的开路电压V OC 也受到其它因素的影响，如有机半导体的材料 ，有机太阳能电池的结构，供体材料的浓度等。
主要影响的是体异质结有机太阳能电池的开路电压则是由供体材料的HOMO 和受体材料的LUMO 决定的。
对于给体和PCBM 体系的有机太阳能电池的开路电压V OC 可以用下式表示：3.0])[]([1--=E E V PCMB lumo Donor HOMO oc e （1-2）其中e 是电子电荷量，E E PCMBlumo Donor HOMO 和指的是给体的HOMO 能级和PCBM 的LUMO 的能级。
1.4.3. 短路电流太阳能电池在短路的情况下的电流称为短路电流.在理想的情况下有机太阳能电池的短路电流是由有机半导体内的光诱导载流子密度和在粒子迁移率决定的。