基于PIN结构的Rubrene/C70太阳能电池的性能研究

实验制备了ITO/V₂O₅/Rubrene/C₇₀:Rub rene/C₇₀/BCP/Al的PIN结构有机太阳能电池(OSC),其中 Rubrene、Rubrene:C₇₀和C₇₀分别作为P、I和N层。通过改变I层厚度,研究了I 层对OSC性能的影响及作用机理。实验显示,I层厚为5nm时器件的功率转换效率η达到最大值为1.580%,同时 获得了较大的短路电流密度Jsc为4.365mA· cm－2;相对PN结构器件,功率转化效率η短路电流密度Jsc和填充因子FF分别提 高了40.3%、29.7%和8.2%。我们认为,I层中激子分离效率的提高导 致了器件性能的改善。     

双阴极修饰层改善Rubrene/C70有机太阳能电池的性能

采用NTCDA/PTCBI双阴极修饰层制备了结构为ITO /MoO₃/Rubrene/C70/NTCDA/PTCBI/Al有机太阳能 电池(OSC),研究了双阴极修饰层对Rubrene/C70 OSC性能的影 响。实验结果表明,引入双阴极修饰层 后,器件的各性能参数有了显著提高。通过对PTCBI厚度优化发现,当PTCBI厚为5nm时器件 的各性 能参数最佳,器件的功率转换效率(PCE)=3.19%,电流密度Jsc=8.99mA·cm－2,开路电 压Voc=0.85V, 填充因子(FF)=41.58%,与未插入PTCBI 层相比器件的各性能分别提高了538%、338.5% 、13.3%和16.5%。     

Bathocuproine作为缓冲层改善Rubrene/C70太阳能电池的性能

制备了结构为ITO/Rubrene/C70/BCP/Al的双层有机太阳能电池(OSCs),通过优化缓冲层BCP的厚度研究了BCP对OSCs性能的影响及其作用机理。实验发现,BCP厚为6nm时,器件的效率最高达到1.78%,同时获得了较大的开路电压0.901V。相对于没有缓冲层,器件的效率、短路电流、开路电压和填充因子分别提高了432.9%、74.8%、95.4%和55.5%。     

热处理对Rubrene/C70有机太阳能电池性能的改善

制备了ITO/MoO3(6nm)/Rubrene(30nm)/C70(30nm)/BCP(6nm)/Al(150nm)的PN结构和ITO/MoO3(5nm)/Rubrene(25nm)/Rubrene:C70(5nm)/C70(25nm)/BCP(6nm)/Al(150nm)的PIN结构有机太阳能电池(OSCs)。通过对两种器件进行热处理,研究热处理对OSCs性能的影响。实验表明,在热处理后,PN结构和PIN结构器件的短路电流密度分别达到了3.526mA·cm-2和5.413mA·cm-2,功率转换效率分别达到了1.43%和2.09%。与未经过热处理的器件相比,PN结构和PIN结构器件的短路电流密度、填充因子、功率转换效率分别提高了19.0%、7.1%、28.3%和4.8%、20%、24.1%。可见,热处理可以提高Rubrene/C70OSCs的性能。     

利用Rubrene/C70异质结提高有机太阳能电池的性能

用C70、C60作为受体,Rubrene、CuPc作为给体,制备了4种异质结有机太阳能电池（（）SCs）。实验结果表明,c70代替Qo作为受体的OSCs短路电流Jsc显著增加;Rubrene代替CuPc作为给体的OSCs的开路电压Voc大幅度提高。制备的Rubrene／G70异质结OSCs的Voc、Jsc填充因子FF和...     

ZnO缓冲层改善Rubrene/C70有机太阳能电池的性能

通过制备结构为ITO/ZnO/C₇₀ /Rubrene/MoO₃/Al 的有机太阳能电池(OSCs),研究了ZnO作为阴极 修饰层对Rubrene/C70有机太阳能电池性能的改善。同时通过 优化ZnO的厚度研究了ZnO的工作机理。 从实验结果可以看出,随着ZnO厚度的变化,器件的短路电流密度(J_sc)、开路电压(V_oc)、填充因子 (FF)、光电转换效率(PCE)和串联电阻(R_s)等性能参数呈现出了规律 性变化,当ZnO层厚度比较 薄时,器件PCE随着厚度的增加不断增大,当ZnO层厚度为53nm时,器件PCE达到最高为1.13%, 对应的J_sc、V_oc、FF分别为2.82mA·cm－2、0. 84V、45.86%,R_s为66.2Ω·cm²,当ZnO层厚度继续增 加时,器件PCE开始减小。对比没有ZnO阴极修饰层,器件最优时 的Jsc、V_oc、FF和PCE 分别提高了49%、17%,R_s降低了56%。     

WO3对Rubrene/C70有机太阳能电池性能的改善

研究了WO₃对Rubrene/C₇₀有机太阳能电池 (OSCs)性能的 改善,制备了结构为ITO/WO₃/Rubrene/C₇₀/BCP/Al的OSCs,其中WO₃插入在I TO和Rubrene中间作为阳极修饰层。通过优化WO₃的厚度,研究了WO₃对OSCs性能的改善及其作用机理。实验发现,器件的短路电流Jsc、开路电压V_oc、 填充因子(FF)、光电转换效率(PCE)和串联电阻Rs等性能参数随WO₃厚度的变化呈规律性变化;当 WO₃厚度小于80 nm时,器件PCE随着厚度的增加不断增大;当W O ₃厚大于80 nm时,器件PCE随着厚度的 增加不断减小;当WO₃厚度为80 nm 时,器件PCE达到最高为1.03%, 相应的J sc、V_oc、FF分别为2.81mA·cm－2、 0.83V、43.85%,Rs为45.3Ω·cm²,对比没有WO₃修饰层, 器件的J_sc、V_oc、FF和PCE分别提高了31%、137%、17%,Rs降低了33%。     

基于MoO3和Re-Bphen修饰有机太阳能电池性能的研究

有机太阳能电池(OSCs)的性能与材料及器件结构密切相关。以MoO3为阳极缓冲层,有机金属配合物Re-Bphen为阴极缓冲层,制备了结构为ITO/MoO3/CuPc/C60/Re-Bphen/Al的OSCs。在标准太阳光照条件下,当MoO3和Re-Bphen的厚分别为5nm和8nm时实现了器件的最佳性能,能量转换效率(PCE)和器件寿命均显著提高。结合器件结构,分析了工作机制。     

基于PIN开关的可重构双波段功率放大器设计

为满足5G通信中多标准、多模式系统对功率放大器的需求,提出了一种新型的可重构双波段匹配电路结构.首先,在输出匹配网络中加入分布式PIN开关,通过开关的闭合与断开实现两个双波段输出匹配电路的良好匹配;然后,基于带通滤波器理论设计的宽带输入匹配网络,能够实现1.5～2.5 GHz频段内的良好匹配.为验证方法的有效性,采用C...     

基于PBDB-T:ITIC活性层制备工艺优化的倒置有机太阳能电池

活性层结构是有机太阳能电池(OSC)体系中最复杂且重要的部分,其制备工艺的调控、优化可提高其性能。为了在现有材料基础上进一步提高有机太阳能电池的性能,通过实验和系统分析,研究了聚合物给体PBDB-T与非富勒烯受体ITIC质量比、活性层的溶液质量浓度、添加剂体积分数对活性层的形貌以及太阳能电池光电性能的影响。结果表明,当活性层PBDB-T与ITIC的质量比为1∶1、添加1.0%体积分数的添加剂1,8-二碘辛烷(DIO)、溶液质量浓度为20 mg/mL时,太阳能电池的能量转换效率达到最高,为9.3%。相比较于未经优化的电池,其实现了太阳光谱吸收响应增强,活性层薄膜内部形成一个更好的互相穿通网络结构,使短路电流密度升高、载流子迁移速率升高、电荷转移电阻降低,电池能量转换效率提升了14.8%。     

聚乙二醇阴极修饰层改善聚合物太阳能电池光电性能的研究

通过将聚乙二醇(PEG)掺入活性层制备聚合物太阳 能电池,利用PEG的迁移特性获得阴极修饰层,研 究PEG阴极修饰层对聚合物太阳能电池光电性能的影响。X射线光电子能谱(XPS)分 析表明,掺入活性层中的 PEG迁移到活性层与Al电极之间,形成了阴极缓冲层。吸收光谱、电流密度-电压 特性曲线和外量子 效率谱的分析表明,PEG阴极缓冲层的形成改善了活性层与阴极的界面接触特性, 降低了活性层与电 极之间的能级势垒,有利于载流子传输,因此显著地改善了聚合物太阳能电池的光电性能, 使得器件的开 路电压Voc、短路电流密度Jsc和填充因子(FF)都有明显提高。当P3HT:PCBM 活性层中掺入体积比为0.5%的PEG时,聚合物太阳能电池的能量转换 效率(P CE)最高,达到了3.07%,比未掺杂PEG的参考器件提 高了38.5%。     

有机太阳能电池电极修饰方法的研究进展

20世纪以来,能源问题日益成为制约世界经济发展的瓶颈。人们逐渐把目光投向可再生无污染能源,诸如太阳能、风能、生物能、潮汐能等可循环利用资源,其中太阳能的应用前景最为广阔,把太阳能转化为电能已成为现实。文章重点研究提高有机光伏电池效率的电极修饰方法,主要介绍了有机太阳能电池阴阳两极界面修饰的材料和方法,同时阐述了新的阳极材料和电池结构模型即反型倒置太阳能电池的研究进展情况,通过大量的理论和实验证明,电极修饰可极大地提高器件的光电转换效率、寿命和稳定性。     

基于硫化镍的染料敏化太阳能电池光伏性能研究

在典型的染料敏化太阳能电池中，基于铂金属的对电极用于收集外电路的电子，并催化氧化态电解质还原。然而，由于铂金属为贵金属，因此需要开发廉价材料的对电极，从而降低生产成本。低温沉积法是一种简单的制备方法，它的主要优点是，在不需要高温加热的条件下，可以直接在导电衬底上沉积，制备出拥有优异催化性能的硫化镍薄膜，然后直接用作染料敏化太阳能电池的对电极。结果显示，基于硫化镍薄膜对电极的染料敏化太阳能电池的最佳光电转换效率为6.12%，这与基于铂对电极的染料敏化太阳能电池的转换效率(6.16%)非常接近。上述实验结果表明低温沉积法制备的硫化镍薄膜具有优异的电催化性能，有利于染料敏化太阳能电池的光伏性能提升。     

基于级联金属光栅结构的有机太阳能电池宽谱吸收增强

为拓宽活性材料对太阳光谱的吸收范围,实现器 件的宽谱吸收增强,本文提出一种基 于光栅结构的新型有机太阳能电池器件,该器件在一个周期内引入不同占空比的光栅来构成 级联光栅。本文采用时域有限差分法从理论上研究了级联光栅结构对器件吸收性能的影响, 结果表明该结构可激发多个表面等离激元谐振,这些不同波长下的谐振模式可以在吸收光谱 中同时存在,从而实现宽谱吸收增强。考虑太阳光谱的影响,在TM和TM/TE混合偏振模式 下,活性材料的整体吸收效率从等效平板结构的23.9%分别提高到54.2%和36.4%,分别增 强126.8%和52.3%,且基于该级联光栅结构的 太阳能电池器件可实现在0到65度入射角范 围内的广角吸收。此外,在TM偏振模式下,该器件的吸收性能对光栅参数微小误差变化的 敏感性较低,适用于实际纳米器件 的制备。这项工作的理论结果有助于纳米金属光栅在有机 太阳能电池中的应用提供新的理论指导。     

基于Re-BCP为缓冲层有机太阳能电池性能的研究

有机太阳能电池(OSCs)因成本低、质量轻、柔性 和可大面积制备等优点而被广泛关注。本文通过定向合成有机配合物Re-BCP,首次将其作 为阴极缓冲层引入到OSCs中。通过实验发现,OSCs效率与Re-BCP层厚度密切相关。在标准 太阳光照条件下,结构为ITO/CuPc(20nm)/C60(40nm)/Re-BCP(x nm)/Al(100nm)器件的效率随着Re-BCP厚度的增加先增大后变 小,当其厚为0nm时,效率为0.65%;厚为7nm时,效率为1.10%;而当厚为10nm时,效率降为0.50%。结合器件结构,探讨了器件性能提高的机理。     

Bphen/Ag/Bphen复合缓冲层对有机太阳电池性能的影响

采用Bphen/Ag/Bphen作为阴极缓冲层,制备了基于CuPc/C60的有机太阳电池,研究了在有机薄膜中加入金属超薄层对器件性能的影响。结果表明,在Bphen缓冲层中加入1 nm的Ag时,器件的电子注入和传输都得到了提高。采用常用的等效电路模型,计算了缓冲层对器件性能参数的影响。发现Bphen/Ag/Bphen可以改善有机层和电极的界面接触性能,降低器件的串联电阻。此外,测试了器件的吸收光谱,研究了复合缓冲层对器件光子吸收的作用,发现加入Ag薄层后提高了器件的光吸收能力。     

基于CuBB为阴极缓冲层有机太阳能电池性能的研究

通过定向合成Cu(I)配合物,首次将 其作为阴极缓冲层引入到有机太阳能电池(OSCs)中。实验分析发现,OSCs的光电能量转换效 率(PCE)与CuBB层厚度紧密相关,在标准太阳 光照条件下,结构为ITO/CuPc (20nm)/C60(40nm)/CuBB (x m m)/Al (100nm)的器件PCE随着CuBB厚度的增加 先增大后变小,当厚为8nm 时PCE达到0.94%。器件性能提高的原因主要是CuBB具有良好 的电子迁移率,但厚度过大时则由于串联电阻增加及电子不能经阴极缓冲层传输而使性能降 低。     

基于三氯氧磷液态源扩散技术的太阳能电池转换效率研究

通过对太阳能电池片扩散工艺中扩散端POCl3流量的控制实验,研究了POCl3流量对所制太阳能电池的等效串联电阻RS、漏电阻RSH以及转换效率的影响。结果表明:RS和RSH都随POCl3流量减小而增大。当POCl3流量为950 mL/min时,所制太阳能电池转换效率达到最大值16.69%,比常规生产(POCl3流量为1 000 mL/min)的转换效率提高了0.35%。     

纳米材料有机太阳能电池吸收层能量转换效率研究

针对有机太阳能电池吸收层能量转换效率低的情况,对纳米材料有机太阳能电池吸收层能量转换效率研究。首先准备实验材料与实验设备,并制备有机太阳能电池与纳米材料溶液,将制备好的纳米材料以2 pm,8 pm,16 pm,19 pm的浓度分别添加到4个太阳能电池中,分别对比4个不同浓度的有机太阳能电池的能量转换效率。纳米材料有机太阳能电池能量转换效率分析结果表明,添加浓度为16 pm的有机太阳能电池吸收层的能量转换效率最高,具有一定的实际应用意义。     

薄膜a-Si PIN/OLED图像传感显示器的设计与模拟

设计了一种将薄膜a-SiPIN光敏传感单元与OLED有机发光显示单元合二为一的新型图像传感显示器件;通过对每个单元的分别建模以及叠层器件的串联结构特点,对器件单元像素的电流电压特性进行了模拟.结果表明:器件驱动电压的降低主要通过增大OLED的幂指数因子实现;薄膜a-Si PIN的灵敏度对器件灵敏度有决定性的影响;降低a-Si PIN隙态密度能有效地展宽器件的线性响应区域;器件应用领域的不同,对a-SiPIN的并联等效电阻的大小有不同的要求.