纳米银增强聚合物太阳能电池光吸收的研究

编号：NMJS03917

篇名：纳米银增强聚合物太阳能电池光吸收的研究

作者：李国龙； 何力军； 李进； 李学生； 梁森； 高忙忙； 袁海雯

关键词：纳米银； 表面等离子体共振； 时域有限差分； 聚合物太阳能电池

机构： 宁夏大学宁夏光伏材料重点实验室； 北方民族大学

摘要： 基于共轭聚合物给体材料P3HT和富勒烯衍生物受体材料PCBM共混的体异质结结构的聚合物太阳能电池因其空穴载流子迁移率低而限制了P3HT:PCBM功能层厚度,从而影响了器件对入射光的吸收.在聚合物功能层内引入金属纳米颗粒可以利用金属表面等离子体效应增强器件内电场并改善器件的光吸收.本文基于时域有限差分法(finite difference time domain,FDTD)方法模拟得到了聚合物功能层内包含了直径为50nm纳米银球并且球间距为50nm的聚合物太阳能电池器件在波长分别为400nm和500nm照射时的二维光电场分布以及入射角分别为15,45,60时包覆纳米银聚合物功能层横截面内的光电场强度分布;计算得到了银纳米颗粒尺寸分别为10nm,20nm和50nm时以及分布在空穴传输层PEDOT:PSS的纳米银器件的光吸收;并计算了斜入射时包覆纳米银的聚合物功能层光吸收.理论分析表明:聚合物功能层加入纳米银球后,因为纳米银球的表面等离子体效应使入射光在功能层内散射增强而使器件内的光电场重新分布;直径较大的纳米银颗粒能产生大角度的光散射,更有利于聚合物功能层对光的吸收.这里,基于有机银盐还原...