有机薄膜太阳能电池的初步研究
太阳能电池的设计与薄膜制备研究

太阳能电池的设计与薄膜制备研究太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的设备,已经成为可再生能源领域的重要组成部分。
其性能的优化和制备技术的发展对于实现可持续能源的利用至关重要。
本文将探讨太阳能电池的设计原则以及薄膜制备技术的研究进展。
第一部分:太阳能电池设计原则1. 效率:提高太阳能电池的转换效率是设计中的关键因素。
为了实现高效转换,需要设计合适的电子传输路径、选择合适的材料和优化光吸收层的结构。
2. 光吸收层:光吸收层是太阳能电池的核心部分,能够将光能转化为电能。
常见的光吸收层材料有硅、钙钛矿和有机半导体等。
设计合适的光吸收层结构和选择合适的材料可以提高光吸收效率和电子传输效率。
3. 透明导电层:透明导电层能够传导电子且具有良好的透明性,通常用于接触光吸收层的正面。
常用的材料有氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)等。
优化透明导电层的性能和结构有助于提高太阳能电池的光吸收和电子传输效率。
4. 背电极:背电极通常是由金属材料制成,用于接触光吸收层的背面。
优化背电极的选择和结构可以改善太阳能电池的光吸收和电子传输性能。
5. 封装材料:太阳能电池需要优化的封装材料,以保护电池内部结构和提高稳定性。
选择合适的封装材料和制备方法可以提高太阳能电池的长期稳定性和耐候性。
第二部分:太阳能电池薄膜制备技术的研究进展1. 薄膜太阳能电池:与传统的硅基太阳能电池相比,薄膜太阳能电池具有较低的成本和更灵活的制备方法。
常见的薄膜材料包括铜铟镓硒(CIGS)和镉汞碲(CdTe)等。
薄膜太阳能电池的研究主要集中在提高效率、稳定性和成本效益方面。
2. 有机太阳能电池:有机太阳能电池是一种利用有机半导体材料的薄膜太阳能电池。
相比于无机材料,有机材料具有较低的制备成本和更灵活的制备方法。
通过调整有机半导体材料的结构和界面工程,可以提高有机太阳能电池的性能和稳定性。
3. 界面工程:界面是太阳能电池中不同材料之间的接触界面,对于光电转换效率和电荷传输性能起到关键作用。
有机晶体薄膜太阳能电池的性能研究与提高

有机晶体薄膜太阳能电池的性能研究与提高有机晶体薄膜太阳能电池是近年来备受关注的一种新型太阳能电池。
相较于传统硅基太阳能电池,有机晶体薄膜太阳能电池具有轻质、柔性、成本低等优势。
然而,其转化效率相对较低,限制了其在实际应用中的发展。
因此,针对有机晶体薄膜太阳能电池的性能研究与提高显得尤为重要。
首先,我们需要了解有机晶体薄膜太阳能电池的基本结构。
该电池由玻璃基板、导电透明层、有机物质光敏层、电子传输层和金属电极组成。
其中,有机物质光敏层是其能够吸收光线并将其转化为电能的核心部分。
有机晶体薄膜太阳能电池的转化效率受到多种因素的影响。
首先是光吸收率。
由于有机分子对太阳光谱的吸收具有选择性,因此其光吸收率相对较低。
为了提高光吸收率,研究人员通常采取增强吸光剂的方法,即在有机物质光敏层中添加化合物来增强吸光效果。
例如,采用杂化有机-钙钛矿结构的化合物可以明显提高光吸收率,从而提高电池转化效率。
其次是光电子转化效率。
这主要取决于有机物质光敏层和电子传输层之间的电子跃迁效率。
近年来,研究人员采用能够提高电子传输效率的新型材料,如有机无铅钙钛矿等,来改善光电子转化效率。
此外,对电子传输层的调控也可以提高电子跃迁效率,如通过控制电子传输层材料厚度来实现最优化效果。
另外,电池的稳定性也是影响其性能的重要因素。
有机晶体薄膜太阳能电池通常会出现光照加剧、温度升高、环境湿度等因素导致的性能降低的现象。
为了提高电池的稳定性,研究人员通常采取延长有机材料的寿命、增强电池的抗氧化性等方法来改善电池的稳定性。
最后,有机晶体薄膜太阳能电池的制备工艺和器件结构也对其性能有影响。
其制备工艺的合理性和器件结构的优化可以进一步提高电池的光电转化效率和稳定性。
综上所述,有机晶体薄膜太阳能电池的性能研究与提高是关键的研究方向。
我们需要在吸光剂、电子传输材料、稳定性等方面不断地探索和创新,以进一步提高电池的转化效率和稳定性,并在实际应用中发挥更大的作用。
《2024年CZTSSe薄膜太阳能电池的电学性能及晶体质量研究》范文

《CZTSSe薄膜太阳能电池的电学性能及晶体质量研究》篇一一、引言随着能源危机日益严重,寻找清洁、可持续的能源成为科研领域的重要课题。
薄膜太阳能电池以其高效、环保的特性备受关注。
其中,CZTSSe(铜锌锡硫硒)薄膜太阳能电池因其良好的光电转换效率和稳定性,逐渐成为研究的热点。
本文将深入探讨CZTSSe薄膜太阳能电池的电学性能及晶体质量,以期为相关研究提供参考。
二、CZTSSe薄膜太阳能电池概述CZTSSe薄膜太阳能电池是一种基于铜锌锡硫硒化合物材料的薄膜太阳能电池。
该材料具有较高的光吸收系数和良好的光稳定性,使其在太阳能电池领域具有巨大的应用潜力。
此外,CZTSSe材料还具有较高的环境友好性,符合绿色能源的发展趋势。
三、电学性能研究1. 电流-电压特性电学性能是评估太阳能电池性能的重要指标。
通过测量CZTSSe薄膜太阳能电池的电流-电压曲线,可以了解其开路电压、短路电流、填充因子和光电转换效率等关键参数。
研究表明,通过优化制备工艺和掺杂元素,可以有效提高CZTSSe薄膜太阳能电池的电学性能,从而提升其光电转换效率。
2. 载流子传输与复合载流子的传输与复合过程直接影响太阳能电池的性能。
通过对CZTSSe薄膜太阳能电池的载流子传输机制进行研究,可以深入了解其内部的电子结构、能带关系和缺陷态分布等。
此外,研究载流子复合过程也有助于提高太阳能电池的稳定性和寿命。
四、晶体质量研究1. 晶体结构与形貌晶体结构和形貌是影响CZTSSe薄膜太阳能电池性能的关键因素。
通过X射线衍射、扫描电子显微镜等手段,可以观察和分析CZTSSe薄膜的晶体结构、晶粒大小和分布等。
这些信息有助于了解薄膜的生长过程和晶体质量,从而为优化制备工艺提供指导。
2. 缺陷分析缺陷是影响CZTSSe薄膜晶体质量的重要因素。
通过光致发光、深能级瞬态谱等手段,可以研究CZTSSe薄膜中的缺陷类型、浓度和分布等。
这些信息有助于了解缺陷对电学性能的影响,为提高晶体质量和改善太阳能电池性能提供依据。
有机光电薄膜太阳能电池的制备与性能研究

有机光电薄膜太阳能电池的制备与性能研究随着全球温室气体排放的日益严重化,环境问题越来越受到人们的关注。
太阳能电池作为一种清洁能源,逐渐引起了人们的关注。
有机光电薄膜太阳能电池(Organic photovoltaic, OPV)因其具有柔性、可制备成大面积、可与多种材料相容等优点,成为了一种备受研究的新型太阳能电池技术。
制备有机光电薄膜太阳能电池的主要方法是采用溶液工艺。
一般而言,有机光电薄膜太阳能电池的结构包含了两个活性层(active layer):还原型聚合物(donor polymer)和电子受体小分子(acceptor molecule)。
在太阳光的照射下,光子首先打到电子受体分子上,使其激发成激子(exciton)。
激子随后通过还原型聚合物中的能带隙转移,最终形成电子空穴对(electron-hole pair)。
在有机光电薄膜太阳能电池的电极势能差形成的内建电场的带动下,电子空穴对会沿着电场方向分离,最终被收集到各自的电极上。
有机光电薄膜太阳能电池的性能与其材料的能级结构和界面形态密切相关。
通常来说,高效的有机光电薄膜太阳能电池应具备以下几个特征:第一,活性层材料具有高的吸收系数和良好的垂直分子取向。
高吸收系数可以使得光子与材料的相互作用更强烈,提高光电转换效率;良好的垂直分子取向能够有效地减少电子空穴对的复合。
第二,电势梯度与光吸收的空间重合度高。
电势梯度与光吸收的空间重合度越高,活性层中光激发的激子就越容易分离,电荷的收集效率也就越高。
第三,电子亲和能与阳离子离解能之间的能级差合适。
电子亲和能与阳离子离解能之间的能级差合适,可以有效地抑制电荷复合,提高电荷分离效率。
在实际的制备过程中,可以通过控制各种因素来优化活性层材料的结构和性能,最终提高太阳能电池的光电转化效率。
因此,有机光电薄膜太阳能电池的性能研究将成为未来的研究热点。
薄膜太阳能电池的研究和应用

薄膜太阳能电池的研究和应用太阳能电池作为清洁能源的重要组成部分,一直是科学家们研究的热点。
其中,薄膜太阳能电池具有较低的成本、良好的柔性和可制备性,使得它在研究和应用中备受关注。
一、薄膜太阳能电池的基本原理薄膜太阳能电池是一种光电转换器件,由多层构成。
其中的主要组成部分有:透明导电玻璃基板、透明的导电氧化物(ITO)层、Ⅰ型硅层、Ⅲ型虎门石(CdS)层、具有p型半导体性质的硫化邻二苯酚(PbS)、二甲基硅氮烷(SiN)保护层以及阻挡电流的铝(Al)电极。
在这个过程中,太阳光照射到PbS上,通过光电效应将光能转化为电能,而ITO和Al层正负极极性相反,形成电场,由此产生电流。
二、薄膜太阳能电池的发展历程薄膜太阳能电池的发展历程大致可分为以下几个时期:1、20世纪60年代至70年代初,CdS/Cu2S薄膜电池逐渐发展并得到实际应用。
但这种方式对于硫化铜在实际使用中有比较严峻的问题。
2、70年代中期至80年代,无铅化CdS/CdTe二元化合物薄膜太阳能电池逐渐成熟。
CdS和CdTe均为稳定材料,能够承受较强的光照强度,同时将其制成薄膜,可增强其光吸收性能,提高电池发电效率。
3、80年代末期至90年代,氨化物薄膜太阳能电池逐渐应用。
通过焙烧氨化物,将其转化为氧化物,然后与太阳能电池中的其它材料结构一起焙烧,形成结构稳定,光吸收性良好的薄膜太阳能电池。
4、21世纪以来,非晶硅薄膜太阳能电池开发出。
非晶硅透过磷光照射而成,具有较高的光吸收能力和转化效率。
同时,其较大的面积、较高的稳定性和可塑性,使其广泛应用于建筑、通信等领域。
三、薄膜太阳能电池的应用前景当前,薄膜太阳能电池已经逐渐应用于建筑和户外设备,如智能手表、跟踪器、船舶和太阳能道路照明等方面。
薄膜太阳能电池的优越性在于其具有很高的透光率和可塑性,便于使用,并且符合社会可持续发展战略的要求。
同时,薄膜太阳能电池的发展还面临一些挑战。
其主要问题包括:发光二极管(LED)的可承受光强度范围较小;太阳能电池的功率较低;透明性和透光率不够高;生产成本仍然较高等。
薄膜太阳能电池的研究及应用

薄膜太阳能电池的研究及应用薄膜太阳能电池是应用广泛的一种太阳能技术,在太阳能发电领域中扮演重要的角色。
如今,在探寻清洁能源的道路上,人们越来越依赖于太阳能发电,薄膜太阳能电池也被认为是一个不错的选择。
一、薄膜太阳能电池的发展历史薄膜太阳能电池最早的研究可以追溯到上世纪50年代末期。
当时美国贝尔实验室发现,硫化镉薄膜对太阳光具有吸收和转化的作用。
进入70年代以后,太阳能技术逐渐得到普及,薄膜太阳能电池因其体积小、重量轻、柔性较强等优势越来越受到人们的关注。
二、薄膜太阳能电池的特点和优势薄膜太阳能电池是一种光电转换器件,与厚薄片太阳能电池相比,其主要优势在于:1、轻薄柔性:薄膜太阳能电池采用薄膜太阳能电池基底,柔性好,可以应用于机器人、电子标签、可穿戴设备等电子产品领域,也可以应用到建筑物的窗户或外墙上。
2、高效:薄膜太阳能电池可以将太阳能转化为电能,具有高效能转换的特点。
目前市面上的薄膜太阳能电池转换效率达到了10%以上。
3、成本低:由于薄膜太阳能电池具有材料低成本、制造过程简单等特点,制造成本比厚薄片太阳能电池更加优势。
三、薄膜太阳能电池的分类按材料分类,薄膜太阳能电池通常分为以下几类:1、薄膜硅(a-Si)太阳能电池:a-Si 是一种非晶硅材料,采用PECVD等技术在薄膜太阳能电池基底上进行压电转换来将太阳光转化为电能。
2、铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池:CIGS 太阳能电池是一种沙莓氏结构的太阳能电池,它的薄膜基底通常是玻璃或不锈钢。
CIGS 太阳能电池的效率高,稳定性好,但是制造工艺相对较为复杂。
3、有机薄膜太阳能电池:有机太阳能电池以有机半导体材料为基础,常见的有机材料有聚合物、酞菁类化合物等。
四、薄膜太阳能电池的应用前景随着全球清洁能源政策和市场的逐渐发展,薄膜太阳能电池在设备制造、能源存储、封装材料、航空航天、汽车行业等领域都有广泛的应用前景。
例如,在建筑领域中,薄膜太阳能电池可用于建筑材料和各种透明材料,如窗户、隔热材料等,以及在大型建筑物如桥梁、道路等地方进行公共区域照明和提供城市光源等多项应用。
有机薄膜太阳能电池的制备及性能研究
有机薄膜太阳能电池的制备及性能研究随着全球能源问题的日益严峻,绿色能源的开发与利用愈加受到重视。
作为太阳能电池的一种新型构型,有机薄膜太阳能电池因其生产成本低,柔性良好等特点而备受关注。
然而,其转换效率仍然远远低于传统单晶硅太阳能电池,而且需要更进一步的研究和改进。
下面,将对有机薄膜太阳能电池的制备及性能研究进行探讨。
一、制备过程制备有机薄膜太阳能电池需要一系列工艺步骤,包括取样、清洗、蒸发、转移、铝电极的蒸镀等步骤。
首先,需要制备透明导电玻璃FTO(Fluorine-doped Tin Oxide)基板。
FTO玻璃具有良好的透明性和导电性。
为了使FTO表面干净,需要经过酸洗、去离子水等多次清洗程序。
接下来,要在FTO表面通过热蒸汽法或溶剂挥发法制备出有机半导体膜。
目前常用的有机半导体材料有聚苯乙烯(PS)和聚3-(甲基噻吩)(P3MT),这两种材料的转换效率较高。
然后,要利用热转移法将金属或合金电极蒸镀到有机半导体膜上。
可以选择铝、银、钙、镁等金属或合金。
最后,利用导线将阳极和阴极连接起来,形成太阳能电池器件。
二、性能研究有机薄膜太阳能电池的性能是通过其转换效率、填充因子、光电流密度和打开电路电压等参数来评价的。
转换效率是太阳能电池性能的一个重要指标,是指太阳能辐射转化为电能的效率。
转换效率主要受到光吸收、电荷分离和收集效率等因素的影响。
星期一的时候,有一颗小船停在码头旁。
早上的时候,码头边一对老夫妇走过来,想要看看小船主人写的出租邮轮广告。
他们沿着码头走到小船前,仔细地看着那张小广告。
“这个邮轮不错啊,”老夫人说,“如果我们可以起程前,就可以省下一些钱。
”“嗯,看起来真不错。
”老爷子回答道,“我们可以问问他的价格。
”于是,老夫妇走上了码头,来到了一家小店里。
店老板给他们提供了详细的信息,并告诉他们,价格包含旅途中的一切。
他还给他们提供了一张地图和一些旅行提示。
“谢谢你。
”老夫人说,“我们会考虑的。
薄膜太阳能电池的研究与应用
薄膜太阳能电池的研究与应用随着环境保护的呼声不断高涨,清洁能源也逐渐成为人们关注的焦点。
在清洁能源中,太阳能是最为广泛应用的一种形式。
而薄膜太阳能电池作为新型太阳能电池,由于其高效、轻便、灵活和可制备等特点,成为了近年来研究的热点之一。
一、薄膜太阳能电池的概述薄膜太阳能电池一般由五层组成,分别是基底、透明导电层、活性层、电子传输层和阳极。
其中,活性层是最核心的部分,它负责能量的光电转换。
相比于传统的硅太阳能电池,薄膜太阳能电池的活性层材料多样化,包括有机和无机等多种萃取材料,这也使得其在光吸收、电荷分离和电子输运等方面具有更大的灵活度。
二、薄膜太阳能电池的优势薄膜太阳能电池相比于传统太阳能电池最大的优势在于其轻薄灵活的特点。
首先,由于薄膜太阳能电池的基底材料是非常薄的,所以整个电池的重量也会相应地下降。
其次,这种类型的太阳能电池的厚度可以控制在几微米到几百微米之间,因此可以轻松自由地弯曲、折叠和弯曲,且其色彩、透明度也可以自由调节。
此外,薄膜太阳能电池的吸光层经过特殊的工艺处理,会在光线合集的过程中形成三维网络结构,从而增加了它们在表面和内部的光吸收能力,提高了其能量转换效率。
除此之外,薄膜太阳能电池相对于硅太阳能电池的制作更加经济和环保,占据更少的空间,并且可以在较短时间内实现大规模生产。
三、薄膜太阳能电池的应用现状薄膜太阳能电池的应用现状已经逐渐被人们所认识。
在智能手机、计算机和电子产品中,薄膜太阳能电池被广泛应用,用于延长电池的使用寿命。
同时,在能源密集型领域,如航天器、机器人以及无人机等,薄膜太阳能电池也被广泛应用。
此外,在建筑物表面、玻璃幕墙、太阳能帐篷、公交车站、电影院、广场、照明系统一下等领域,薄膜太阳能电池的应用也在逐步推广。
这种可随处可欣赏的形式,不仅满足了社会对清洁能源的需求,还增添了建筑物的可持续性。
四、薄膜太阳能电池的研究进展和未来展望目前,薄膜太阳能电池领域的研究正迅速扩展,研究人员正在探索更多新型的薄膜太阳能电池材料,并将其与其它技术相结合,以提高薄膜太阳能电池的能量转换效率和稳定性,并为其更广泛地应用创造条件。
制备高性能薄膜太阳能电池技术研究
制备高性能薄膜太阳能电池技术研究近年来,太阳能作为一种清洁、可再生的能源备受关注。
而薄膜太阳能电池由于其具有高效、轻薄、柔性等特点,在太阳能电池技术中得到了广泛的应用和研究。
本文将就制备高性能薄膜太阳能电池这一研究方向进行深入探讨。
第一部分:薄膜太阳能电池简介薄膜太阳能电池是一种新型的太阳能电池,相较于传统的硅基太阳能电池,其制作成本更低、重量更轻、透明度更高。
目前,有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池、无机太阳能电池等几种类型的薄膜太阳能电池在实际应用中发挥重要作用。
第二部分:制备高性能薄膜太阳能电池所需材料制备高性能薄膜太阳能电池需要的关键材料包括:透明导电薄膜、活性层、电子传输层、反射层等。
其中,透明导电薄膜是薄膜太阳能电池的必备件,它需要同时具有高透过率和低电阻率。
活性层是薄膜太阳能电池中起到吸收光子、产生电子、空穴对的关键作用的层。
常用的活性层包括有机半导体、染料敏化剂、硒化物、氧化物等。
电子传输层是位于活性层下方的一层材料,它起到将活性层中产生的电子传输到电极的作用。
常用的电子传输层包括氧化锌、氧化钛等。
反射层是位于透明导电薄膜下方,用于反射未被吸收的光线,提高太阳能电池的光吸收率。
常用的反射层材料包括金属镀膜、氧化铝、氧化银等。
第三部分:制备高性能薄膜太阳能电池的工艺流程制备高性能薄膜太阳能电池的主要工艺流程包括:底电极制备、活性层混合、电子传输层涂覆、反射层涂覆、透明导电膜制备等步骤。
底电极一般采用玻璃、铂等材料制作。
活性层混合是将活性层所需的各种材料按照一定的比例混合均匀,形成活性层浆料。
在活性层浆料中添加不同类型的添加剂可以有效提高太阳能电池的性能。
电子传输层和反射层的涂覆需要采用不同的技术,包括旋涂、溶剂刮涂等方法。
透明导电膜的制备需要采用多层结构的方法,同时保证其平整度和透光性。
第四部分:提高薄膜太阳能电池性能的方法为了提高薄膜太阳能电池的性能,可以采用以下方法:1、优化活性层的材料和结构。
薄膜太阳能 研究报告
薄膜太阳能研究报告
薄膜太阳能是一种新兴的太阳能利用技术,具有重要的应用和研究价值。
本文将对薄膜太阳能进行研究并撰写报告。
薄膜太阳能利用的是光伏效应,将光能转化为电能。
相比传统的硅基太阳能电池,薄膜太阳能具有以下几个优点:首先,薄膜太阳能独有的轻薄柔性特性,使其能够应用于各种曲面和异形结构,具有更大的设计灵活性;其次,薄膜太阳能制造工艺简单、成本低廉,可大规模生产;再次,薄膜太阳能具有更好的低光衰减能力和高温条件下的稳定性,相对稳定的发电性能有许多应用场合。
在研究的过程中,我们对薄膜太阳能的制备工艺和性能进行了相关实验。
首先,我们采用喷墨打印技术和溶液法制备了不同材料的薄膜太阳能电池。
然后,我们测试了这些薄膜太阳能电池的光电转换效率、稳定性和耐久性等性能指标。
实验结果表明,这些薄膜太阳能电池在光电转换效率上具有较高的性能,且在长时间的使用中保持稳定。
另外,我们还对薄膜太阳能的应用进行了研究。
薄膜太阳能可以应用于建筑物外墙、屋顶以及车身等各种表面,实现对太阳能的高效利用。
这不仅可以为建筑物提供可再生能源,减少能源消耗,还可以降低碳排放,对环境保护具有积极的促进作用。
综上所述,薄膜太阳能作为一种新兴的太阳能利用技术,具有广泛的应用前景和研究价值。
随着技术的不断发展和成熟,相
信薄膜太阳能将在未来成为太阳能行业的重要组成部分,并为人们的生活和环境贡献更多。
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大连理工大学本科毕业设计(论文)有机薄膜太阳能电池的初步研究The Preliminary Study on Organic thin film solar cells学院(系):物理与光电工程学院专业:电子科学与技术学生姓名:戚世宇学号:200522038指导教师:程传辉评阅教师:刘维峰完成日期:2011-6-12大连理工大学Dalian University of Technology摘要随着全球能源需求量的逐年增加,对可再生能源的有效利用成为亟待解决的问题。
现在使用的能源多来自矿物燃料的开采,而这些资源是有限的。
占地球总能量99%以上的太阳能,因其具有取之不尽、用之不竭、没有污染等特点,成为各国科学家开发和利用的新能源之一。
近年来,由于硅系太阳能电池的高纯硅原料价格昂贵,将低成本的有机半导体材料用于太阳能电池的研究越来越引起学术界的高度重视。
本文简述了有机太阳能电池的发展历史及研究现状,通过与无机太阳能电池的对比,分析了有机太阳能电池的优势与劣势,并对有机太阳能电池的发展前景做了展望。
介绍了有机太阳能电池工作的基本原理和基本机构,论述了影响有机太阳能电池的各种参数,并对制作有机太阳能电池的各种材料做了简单的研究。
影响有机太阳能电池电池的因素有很多,包括器件结构、材料、生长技术等方面。
在本文的最后,我们将分别研究电极修饰、膜厚、退火条件以及氧化锌层对器件性能的影响,通过研究不同条件下的实验数据,寻求获得更佳的有机太阳能电池的制作工艺。
关键词:有机太阳能电池;电极修饰;活性层;退火;氧化锌The Preliminary Study on Organic thin film solar cellsAbstractAs global energy demand to increase , the effective use of renewable energy to become serious problems to solve.Nowday,the energy we using are from the mining of mineral fuels, and these resources are limited.Solar energy account for the total energy of the earth 99% , due to its inexhaustible, no pollution and so on , became one of the new energy which attracts countries scientists focus their attention on its development and utilization.In recent years, due to the high prices of the high purity silicon, the cheaper organic semiconductor materials for the study of solar cells has attracted the attention of the academic circles.This review introduces the development history and research status of organic solar cells,and analyzes the advantages and disadvantages of organic solar cells through the contrast with inorganic solar battery,then offers an perspective on its future.This pape also introduces the the basic principle and basic institution of the organic solar cells,it discusses the influence of various parameters of organic solar cells and makes a simple research on all kinds of material which used to the organic solar cell production.There are many factors influence the performance of the solar cell,including the structure, material, growth technique etc.Finally , it will have two different temperatures, doping C60 and annealing under various conditions, and then analysis the influence on the performance of devices by annealing conditions and doping C60 through the study of experimental data for a better production process.Key Words:organic solar cells;electrode modified;active coating;annealing;ZnO目录摘要.................................................................................................................................... I I Abstract (III)引言 (1)1 绪论 (2)1.1 有机太阳能电池的发展历史 (2)1.2 有机太阳能电池的优势及劣势 (3)1.2.1 有机太阳能电池的优势 (3)1.2.2 有机太阳能电池的劣势 (4)1.3 有机太阳能电池的研究进展及发展前景 (4)2 有机太阳能电池的基础知识 (6)2.1 有机太阳能电池的工作原理 (6)2.1.1 太阳能电池的工作原理 (6)2.1.2 有机太阳能电池的工作原理 (6)2.2 太阳能电池的结构 (8)2.2.1 单层结构 (9)2.2.2 异质结结构 (9)2.2.3 混合异质结结构 (10)2.2.4 染料敏化太阳能电池 (10)2.2.5 新型器件结构 (11)2.3 太阳能电池性能表征 (12)2.3.1 几个重要参数 (12)2.3.2 等效电路 (15)图2.9 a) 理想器件增加RSI-V特性变化情况b) 减小RShI-V特性变化情况 (16)2.4 有机太阳能电池的材料分类 (17)2.4.1 小分子材料 (17)2.4.2 聚合物材料 (18)2.4.3 电极材料 (18)3 有机太阳能电池的初步研究 (19)3.1 有机太阳能电池电极修饰的研究 (20)3.1.1 器件的制备 (20)3.1.2 器件的测试与分析 (21)3.2 活性层厚度对器件性能的影响 (22)3.2.1 器件的制备 (22)3.2.2 测试与分析 (22)3.3 退火条件对器件性能的影响 (23)3.3.1 退火时间对器件性能的影响 (24)3.3.2 退火温度对器件性能的影响 (25)3.4 氧化锌薄膜对有机太阳能电池电池性能的影响 (26)3.4.1 氧化锌(ZnO) (26)3.4.1 器件的制备 (27)3.4.2 测试与分析 (27)结论 (29)参考文献 (30)致谢 (32)引言能源是为人类的一切活动提供不同种类能量的资源,是人类社会最重要的基础资源之一,可以说是与人类的现在与未来密不可分的一种物质,也因此备受人们关注。
能源按消耗后是否产生污染分为污染型能源(如化石燃料等)与清洁型能源(如水能、风能、太阳能等)。
在和谐社会与可持续发展的理念下,清洁型能源自然成为了当前各界关注的重点。
清洁型能源中的太阳能更是以其覆盖面广,环境限制低,又无需运输等优点而成为人们关注的焦点。
太阳能的开发与利用主要分为热能利用以及光能利用:一方面人们通过利用阳光加热水产生蒸汽等方式以利用其内能,另一方面人们用太阳能电池将太阳能转化为电能来进行利用。
综合比较,因电能更易储存和输送,将太阳能转化为电能更有利于人们对太阳能的综合利用。
因此太阳能电池在近几十年中不仅是人们重点关注的问题,也是科学家最感兴趣的话题之一。
近年来,太阳能电池逐渐走向民用。
新型光伏电池发展十分迅速,可以预期的是,在今后的5到10年里它们将逐渐走向产业化,在光伏市场上扮演越来越重要的角色,并最终成为市场的主导。
自1954年在美国贝尔实验室成功研制出来第一块单晶硅太阳能电池以来,开启了人类对太阳能发在发电方面使用的一扇大门。
1958年太阳能电池首先在航天器上得到应用。
20世纪70年代初,硅太阳电池开始在地面应用。
从80年代起,太阳能电池效率大幅度提高,生产成本进一步降低。
从1990年到2000年,光伏组件的销售每年平均以20%的速度增长,特别是从1997年以来,年增长速度上升到30%。
近五年期间,世界光伏市场以平均每年40%的速度增加,到2010年全球市场容量增加400亿欧元。
到2050年,可再生能源占总能源的54%,其中太阳能的比例约为13%~15%;到2100年,可再生能演将占86%,太阳能占67%.目前,从太阳能电池的市场的结构来看,硅材料的太阳能电池是主流,硅基太阳能电池占有市场80% 以上,而有机太阳能电池只占其中很小的一部分。
但是,有机太阳能电池具有一定的优势与前景,作为新近的研究重点同样受到了关注。
1 绪论1.1 有机太阳能电池的发展历史有机太阳能电池这个概念貌似很新,但其实它的历史也不短——跟硅基太阳能电池的历史差不多。
第一个硅基太阳能电池是贝尔实验室在1954年制造出来的,它的太阳光电转化效率约为6%;而第一个有机光电转化器件是由Kearns和Calvin 在1958年制备的,其主要材料为镁酞菁(MgPc)染料,染料层夹在两个功函数不同的电极之间。
在那个器件上,他们观测到了200 mV的开路电压,光电转化效率低得让人都不好意思提。
起步之初就高下立判哪。
此后二十多年间,有机太阳能电池领域内创新不多,所有报道的器件之结构都类似于1958年版,只不过是在两个功函数不同的电极之间换用各种有机半导体材料。