基于P3HT：PCBM体系有机聚合物太阳能电池瞬态光电流特性的研究

【摘要】：摘要：本论文主要针对基于P3HT:PCBM体系的有机聚合物太阳能电池,通过瞬态光电流的测量与分析,重点研究体异质结聚合物光伏器件的载流子传输规律。瞬态光电流特性研究有助于分析载流子的传输特性,帮助理解聚合物光伏器件的工作原理,解释陷阱效应和电荷复合两种不同的载流子损失机制。本文主要研究工作分以下两个部分： 1.有机聚合物太阳能电池瞬态光电流特性的研究。利用瞬态光电流测量系统,通过改变测量条件,分析了ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/A1器件的瞬态光电流特性曲线。瞬态光电流特性曲线的上升沿缓慢上升段是陷阱效应和电荷复合共同作用的结果,而下降沿缓慢指数式衰减反映了陷阱释放电荷效应。我们测量了100μs脉宽的瞬态光电流,发现光强越强,陷阱越快被占据；100ns脉宽的瞬态光电流曲线说明了陷阱俘获效率与光强间的线性关系；不同波长的瞬态光电流曲线体现了电荷复合与波长的关系。 2.背景光条件下的瞬态光电流特性的研究。加入稳态入射光作为背景光,使陷阱效应得到消除：深陷阱总是被占据,而浅陷阱维持动态平衡。分别改变脉冲光和背景光的大小,我们发现背景光条件下总光强是影响光电流的原因,进一步解释了瞬态光电流响应与载流子传输的关系。 【关键词】：瞬态光电流 陷阱效应 载流子传输
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 前言10-16
• 1.1 引言10
• 1.2 太阳能电池的分类10-16
• 1.2.1 晶体硅太阳能电池10-11
• 1.2.2 硅基薄膜太阳能电池11-12
• 1.2.3 化合物薄膜太阳能电池12-13
• 1.2.4 染料敏化太阳能电池13-14
• 1.2.5 有机太阳能电池14-16
• 2 有机太阳能电池16-24
• 2.1 有机太阳能电池的发展历程16-17
• 2.2 有机太阳能电池的基本结构17-19
• 2.3 有机聚合物太阳能电池的工作原理19-21
• 2.4 有机太阳能电池的性能参数21-23
• 2.5 本论文的主要工作23-24
• 3 有机聚合物太阳能电池瞬态光电流特性的研究24-38
• 3.1 基于P3HT:PCBM体系的有机聚合物太阳能电池24-26
• 3.1.1 有机聚合物光伏器件的制备24-25
• 3.1.2 有机聚合物光伏器件性能的测量25-26
• 3.2 有机聚合物光伏器件瞬态光电流特性研究26-37
• 3.2.1 瞬态光电流测量系统28
• 3.2.2 瞬态光电流特性曲线28-30
• 3.2.3 光强对器件瞬态光电流特性的影响30-32
• 3.2.4 100ns脉宽下器件的瞬态光电流特性32-34
• 3.2.5 光波长对器件瞬态光电流特性的影响34-37
• 3.3 小结37-38
• 4 背景光下有机聚合物太阳能电池瞬态光电流特性的研究38-46
• 4.1 背景光对器件瞬态光电流特性的影响38-45
• 4.1.1 背景光光强对器件瞬态光电流特性的影响38-42
• 4.1.2 脉冲光强对器件瞬态光电流特性的影响42-43
• 4.1.3 光波长对器件瞬态光电流特性的影响43-45
• 4.2 小结45-46
• 5 结论46-47
• 参考文献47-50
• 作者简历50-52
• 学位论文数据集52

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