表面等離子體增強(qiáng)聚合物太陽(yáng)能電池的研究.pdf

1、與傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池相比，聚合物太陽(yáng)能電池具有原料種類(lèi)豐富、易加工、易制備、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，尤其是可通過(guò)廉價(jià)的印刷工藝獲得低成本、柔性、大面積器件，因此成為近年來(lái)新型光伏器件最具發(fā)展?jié)摿Φ姆较蛑?。然而目前，聚合物太?yáng)能電池能量轉(zhuǎn)換效率還比較低，離商業(yè)化還有一段距離?；钚詫庸馕漳芰Σ粡?qiáng)是局限太陽(yáng)能電池能量轉(zhuǎn)換效率提高的原因之一，而利用表面等離子體共振可以有效增強(qiáng)活性層對(duì)光的吸收。目前，利用金屬納米粒子的表面等離子體共振來(lái)提高聚合

2、物太陽(yáng)能電池效率已經(jīng)得到廣泛研究。
　　金屬納米粒子的大小、形狀將直接影響其表面等離子共振效應(yīng)，金屬納米粒子在聚合物電池中的摻雜位置也同樣非常重要。本論文將從以上兩個(gè)角度出發(fā)來(lái)設(shè)計(jì)制備表面等離子體增強(qiáng)聚合物太陽(yáng)能電池。我們成功合成了新型納米粒子—金六八面體，并將其引入到常規(guī)P3HT:PC61BM聚合物太陽(yáng)能電池的陽(yáng)極緩沖層中。最終制備出的電池短路電流密度及能量轉(zhuǎn)換效率分別從對(duì)比器件的8.55 mA/cm2和2.81％提升到9.66

3、 mA/cm2和3.34%，分別提高了12.98%及18.86%。本文又成功合成出二氧化硅包裹的金立方納米粒子，并首次將其直接置于高性能PTB7:PC71BM聚合物太陽(yáng)能電池活性層中，通過(guò)優(yōu)化摻雜濃度，制備出了最佳增強(qiáng)效果的高效聚合物太陽(yáng)能電池，其短路電流密度以及能量轉(zhuǎn)化效率從基礎(chǔ)對(duì)比器件的16.98 mA/cm2和7.38%分別增加到21.22 mA/cm2和9.06%，分別提高了24.97%及22.76%。分析表明，二氧化硅包裹的金