復(fù)合機(jī)制對(duì)有機(jī)太陽能電池性能的影響.pdf

1、可再生能源替代化石燃料成為主要能源已經(jīng)成為世界發(fā)展的大趨勢(shì)，近年來，有機(jī)太陽能電池得到了迅速的發(fā)展，這歸因于其可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模低成本制造和具有很好的柔性等特點(diǎn)，其中體異質(zhì)結(jié)有機(jī)太陽能電池由于其在工藝上的應(yīng)用已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注，借助體異質(zhì)結(jié)有機(jī)太陽能電池獨(dú)有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，弄清了主導(dǎo)有機(jī)太陽能電池整體性能的操作機(jī)制，確立了適用于該結(jié)構(gòu)的短路電流、開路電壓和填充因子的可靠值。本文正是基于體異質(zhì)結(jié)有機(jī)太陽能電池，采用 Gummel和Scharfet

2、ter的離散化方法處理泊松方程、漂移-擴(kuò)散方程和連續(xù)性方程，并通過迭代求解上述三個(gè)方程從而對(duì)體異質(zhì)結(jié)有機(jī)太陽能電池的電學(xué)性質(zhì)和光伏特性進(jìn)行詳盡地研究和討論。論文主要內(nèi)容為：
　　1．采用電荷傳輸狀態(tài)復(fù)合模型對(duì)OC1C10-PPV/PCBM體異質(zhì)結(jié)有機(jī)太陽能電池的基本電學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究，包括穩(wěn)態(tài)下短路和開路時(shí)有機(jī)層內(nèi)的電勢(shì)分布、電流密度分布、載流子密度分布、凈產(chǎn)生率分布、電場分布和能級(jí)分布等。研究表明，兩種情況下各物理參數(shù)在有機(jī)層內(nèi)的

3、分布具有明顯的差異，同一情況下，每種物理參數(shù)必然受到其他參數(shù)的制約。
　　2．復(fù)合是體異質(zhì)結(jié)有機(jī)太陽能電池的主要損耗機(jī)制，它直接影響著太陽能電池的諸多光伏特性，如能量轉(zhuǎn)換效率、短路電流、開路電壓和填充因子等。然而，目前有機(jī)材料中哪一種復(fù)合機(jī)制起主導(dǎo)作用尚不清楚。本工作中，我們采用現(xiàn)有的五種復(fù)合模型對(duì)體異質(zhì)結(jié)有機(jī)太陽能電池進(jìn)行仿真，包括直接復(fù)合、朗之萬復(fù)合、電荷傳輸狀態(tài)復(fù)合、陷阱復(fù)合和帶尾復(fù)合等。所有的模型都明顯受到遷移率變化的影響