项目名称: 有机光伏电池中基于光吸收增益的电极结构设计的研究

项目编号: No.11304170

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2014

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 胡子阳

作者单位: 宁波大学

项目金额: 25万元

中文摘要: 有机光伏电池由于成本低、工艺简单、与柔性衬底相兼容等独特优势而倍受青睐;也最有望率先实现商业化而成为研究热点。吸光层对入射光的充分吸收是提高电池效率的关键。在有机光伏电池中,增加吸光层的厚度虽然能增强光的吸收,但受到光生载流子复合几率增加的影响,反而使电池的效率降低。本项目拟通过对电极结构设计来实现在不增加吸光层厚度的条件下,实现对光谱的充分吸收。提出分别设计前散射电极和背漫反射电极的正反型器件结构,揭示电极结构设计对光吸收增益的作用机制,探索并研究分别适用于正反型结构的有机光伏电池的前电极和背电极的结构设计,并最终制备出基于此光吸收增益效果的正反型有机光伏器件。本研究既考虑电极设计对光吸收增益的影响,还考虑其结构设计对电极的界面接触,载流子传输和收集的影响。本项目的最终目的是提高器件的整体性能,为进一步提高有机光伏电池的光吸收和效率奠定基础。

中文关键词: 有机太阳能电池;陷光;光吸收增强效应;透明导电氧化物;光电转化效率

英文摘要: Organic photovoltaics (OPVs) have attracted intensive attention because of their unique advantages including low cost, easy process and compatibility with flexible substrates. Due to its potential for the most promising next-generation solar cell products, OPVs have been become a research focus. Sufficient absorption of incident light for the absorption layer is the key to improve the cell efficiency. The absorption layer thickness of OPVs is subject to the restriction for the increased recombination probability of photogenerated carriers, thereby constraining the sufficient light absorption. The introduction of light-trapping electrode structure into OPV can allow to fully absorb light without increasing the absorption layer thickness, but reduce the recombination probability of charge carriers. This project suggests the normal and inverted device structure based on the incident electrode and diffuse reflection of the back electrode, respectively. This project also focuses on revealing the mechanism of light-trapping electroede structure to improve the efficiency of light absorption, and exploring the structural design of OPVs with the scattering front electrode and the diffuse reflection back electrode, respectively. The final aim is the fabrication of prototype devices based on the normal and inverted structu

英文关键词: organic solar cells;light trapping;light-absorption enhanced effect;transparent conductive electrode;power conversion efficiencies

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