银纳米颗粒对聚合物太阳能电池性能影响地研究.pdf

北京交通大学硕士学位论文中文摘要中文摘要摘要:聚合物太阳能电池具有材料来源广泛且价格低廉、生产工艺相对简单、可以大面积制造等优点,同时制备聚合物太阳能电池的手段日益成熟,这使得聚合物太阳能电池成为目前该领域的研究热点之一。然而,聚合物太阳能电池的能量转换效率较低,很难达到工业生产的程度,主要原因就在于聚合物太阳能电池的活性层较薄,一般就只有几十纳米,很难有效地吸收入射光,限制了其能量转换效率的提高。将金属纳米颗粒掺入到聚合物太阳能电池中,利用其激发的表面等离激元效应,可以增强器件对入射光的吸收,改善其性能。本文就是基于这一理论,在 P3HT:PCBM体系的聚合物太阳能电池中,引入银纳米颗粒,研究其对聚合物太阳能电池性能的影响。主要结论如下: :PSS中,得到不同的质量百分比,并与其一起旋涂作为器件的阳极修饰层。%, 器件的性能最优,,%。另外, 吸收光谱和外量子效率的研究表明,掺入银纳米颗粒以后,器件对入射光的吸收增加。 nm、10 nm和20 nm的银纳米颗粒掺入到P3HT和PCBM的混合溶液中,%,一起旋涂,作为器件的活性层。实验中发现,不同粒径的银纳米颗粒对有机太阳能电池的影响是不同的。随着粒径的增大, 其对器件影响的程度增大,当银纳米颗粒的粒径是20 nm时,器件的性能最优, mA/cm2。 ,我们将银纳米颗粒掺入到器件中的不同位置,设计出不同结构的聚合物太阳能电池。结果发现: 当银纳米颗粒与聚合物太阳能电池的活性层充分接触,而又不破坏其形貌的情况下,能够有效地改善有机太阳能电池的性能。关键字:聚合物太阳能电池;质量百分比;银纳米颗粒;粒径;器件结构北京交通大学硕士学位论文 ABSTRACT ABSTRACT ABS’l’量己ACT: Polymer solar cells have attracted much interest because mey are by f打 characterizedoflow-cost,wide variety ofmaterials,simpleprocess,large areaand SO tosilicon-based devices,the energy conversionefficiency of polymer solarcells isvery ofthe reasons isthatthe activelayer of apolymer solar cellisthin,only tens ofnanometers,SO thatthelightilluminating onthe cell can notbefullyabsorbed,limiting thepower conversion efficiency. The introduction ofmetalnanoparticles intopolymer solar cellsCan excitethe surfaceplasmon effectand enhance theabsorption of theincidentlight,and therefore improve theperformance ,we study theeffects ofsilver nanoparticles on theperformance ofpolymer solar cellsbased onP3HT: resultsare asfollows: added thesilvernanoparticles intoPEOOT:PSS indifferentmass ratios. Then,the silvernanoparticles and PEDOT:PSS were spin-coated together asthe anode modification ofthe solar themass ratio ofⅡ1e silver nanoparticles %.thedevice shows short-circuit current ofthedevice increases ,and thepower conversion efficiency