CuPc-PCTDA有机薄膜太阳电池性能模拟与结构优化

针对CuPc-PTCDA有机小分子太阳电池,根据光学干涉效应和扩散理论,建立了非相干光吸收模型和激子传输模型,利用Matlab软件模拟了限制有机光伏效率的光吸收和激子扩散过程,模拟了不同激子扩散长度下CuPc层内激子浓度分布,由此得到了光电流密度和外量子效率与CuPc层膜厚的关系;模拟得到了外量子效率与PTCDA、CuPc各层膜厚的关系,进而优化有机层的结构,以此达到了提高器件光伏效率的目的。

多层有机薄膜太阳电池的结构优化

针对由CuPc/PTCDA/C60组成的3层有机薄膜太阳电池结构,基于光学干涉效应以及激子扩散理论,研究光波在多层薄膜中的传输特性,深入分析限制有机光伏效率的光吸收和激子扩散两个主要过程。利用Matlab软件从理论上对该结构中各层有机薄膜的厚度进行优化,从而可提高电池的外量子效率和光生电流密度,得到CuPc(4 nm)/PTCDA(23 nm)/C60(67 nm)的最佳膜厚组合,使得外量子效率达到34.67%,光生电流密度为0.1417 A/m2,稳态激子浓度分布显著增加,而未经优化的电池结构的外量子效率为9.7%,光生电流密度为0.1291 A/m2。

聚(3-辛基)噻吩/碳纳米管复合材料全光开关特性的研究

使用多次超声离心分散法将单壁碳纳米管(SWNTs)溶入聚(3-辛基)噻吩(P3OTH)溶液中制得P3OTH/SWNTs复合液(溶剂为四氢呋喃)。研究了该复合液在不同功率及调制频率控制光(532nm)作用下的全光开关特性。实验发现,在7mW、258Hz的控制光调制下,该复合液较P3OTH单体溶液的全光开关调制深度提高了2倍;控制光功率为7mW时,复合液样品在25Hz的控制频率下调制深度可达84%。在此基础上增加控制频率到432.5Hz,该样品的开关响应时间达到1ms,并且可维持40%以上的调制深度;在140Hz时,将控制光功率降低,该复合液样品的调制深度增大,当控制光功率降低到3.6mW时,达到最大值62%。结果表明样品具有良好的全光开关特性,具有潜在的研究及应用价值。

基于GaAs/InAs-GaAs/ZnSe量子点太阳电池结构的优化

基于GaAs/InAs-GaAs/ZnSe的P-i-N量子点太阳电池结构,根据光学原理和扩散理论建立了光生电流密度与膜层厚度相关的数学模型,定量分析了量子点层厚度等参数对太阳电池性能的影响,以期达到提高量子点太阳电池转换效率的目的.理论模拟表明:在i层厚度取3000 nm时,优化后P(GaAs)型、N(ZnSe)型层薄膜的最佳膜厚为1541nm,78 nm,并在单一波长下太阳电池转换效率为20.1%;同时量子点体积和温度对于量子点太阳电池Ⅰ-Ⅴ特性也会产生影响,当量子点体积和温度逐渐增大时,开路电压呈现减小趋势,使得转换效率降低.