基于CuPc%2fC60+的有机异质结太阳电池有源层厚度组合优化及其的研究.pdfVIP

第 12 届中国光伏大会暨国际光伏展览会论文（E. 先进太阳电池：新概念、新材料和新结构） 基于基于 CuPc/C 的有机异质结太阳电池有源层厚度组合优化及研究的有机异质结太阳电池有源层厚度组合优化及研究 基于基于 60 的有机异质结太阳电池有源层厚度组合优化及研究的有机异质结太阳电池有源层厚度组合优化及研究 席曦席曦 1 陈肖静陈肖静 1 吴甲奇吴甲奇 1 孟庆蕾孟庆蕾 1 陈如龙陈如龙 1 杨健杨健 1 席曦席曦 陈肖静陈肖静 吴甲奇吴甲奇 孟庆蕾孟庆蕾 陈如龙陈如龙 杨健杨健 张光春张光春 1 季静佳季静佳 1 施正荣施正荣 1 李果华李果华 2 张光春张光春 季静佳季静佳 施正荣施正荣 李果华李果华 1，无锡尚德太阳能电力有限公司 214028 ；2，江南大学理学院 214122 *主作者：席曦，无锡尚德太阳能电力有限公司电池技术部高级工程师，xi.xi@ 摘要：摘要：对于有机太阳电池而言，材料吸收光子后产生激子，激子在施主/受主界面处被分离成电 摘要摘要：： 子和空穴，完成光电转换过程。然而激子的扩散长度非常短，这就要求有机有源层厚度不能厚， 以有利于激子向施主/受主界面扩散。但是当有机有源层厚度太薄时又会影响对光的吸收。因此 对于有机有源层必须进行厚度组合的优化。本论文以 CuPc/C60 的有机异质结太阳电池为基础， 在实验上进行了施主和受主层厚度组合的优化。结果表明当 CuPc 厚度为20 nm、C60 厚度为40 nm 时电池的性能最好。在本论文中详细分析了有机有源层厚度过薄和过厚对器件性能带来的影响及 其原因。 关键词：关键词：有机太阳电池；CuPc/C ；厚度组合；光干涉 关键词关键词：： 60 1 引言引言 引言引言 阳电池，各层的厚度均是以纳米为数量级的，其厚 有机太阳电池作为一种新型的太阳能光伏器 度小于光的相干长度，因此内部应该存在光的干 件，与无机太阳电池相比，具有原材料广泛、质量 涉。在这类电池内部，光强分布不再是简单的“光 轻、成本低、可大面积制作、具有柔性等优点[1-3] 。 强和”形式的叠加，而是以光波电矢量的复振幅进 在能源问题日益突出的当今世界，有机太阳电池作 行叠加。另一方面，由于有机太阳电池吸收光子后 为一种低成本、轻薄型的光电转换器件，具有十分 首先产生激子，激子运动到施主/受主界面才会分离 宽广的发展空间、非常重要的实际利用价值和光明 成电子和空穴。然而激子的扩散长度又非常短，因 的应用前景。 此，要提高电池的性能就必须要提高施主/受主界面 常规太阳电池存在一个 PN 结，而有机太阳电 附近的光强，从而可以使产生的大量光生激子能够 池也存在电子施主和电子受主。一般情况下，由于 迅速分离[4-6] 。因此有机太阳电池内部光强分布对器 这是由两种不同材料组成的，因此形成的应该是异 件的性能有着重要的影响，而有机有源层厚度组合 质结。本论文的研究对象是基于酞菁铜和富勒烯的 是影响这其中光强分布的主要因素之一。本论文将 有机太阳电池。酞菁铜是最常见的金属酞菁化合 通过实验的方法确定基于酞菁铜和碳 60 的有机小 物，而碳 60 又是最著名的富勒烯分子。因此本论 分子太阳电池有机有源层的最佳厚度组合。 2 实验实验 文将重点研究基于酞菁铜和碳 60 的有机小分子太 实验实验 阳电池。