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1、-范文最新推荐-1 / 24光电薄膜的制备及其光电性质的研究摘要在能源问题日渐突出的今天，太阳能由于自身所具有的独特的优点，将会成为化石能源的一种良好的替代品。随着半导体工艺的日渐成熟，硅基半导体材料的运用日渐成熟，使得硅基薄膜光电池发展迅速，同时，在近来一段时间内，有机光电薄膜表现出了更加优良的特点，展现出更加良好的应用前景，引起了世界范围内的广泛关注。本论文主要是再了解硅基光电薄膜的工业制备过程的基础上，通过旋涂仪在玻璃基板上旋涂得到有机薄膜，并通过真空镀膜设备对所取得的有机薄膜蒸镀电极，以制得高质量的光电薄膜材料。并利用相关的光学检测器件对所制得的光电薄膜材料进行光学特性，探究了光电薄膜
2、的光电转换效率的影响因素。对所得到的结果进行一定程度的分析，最后介绍了光电池的发展现状并对光电池的未来做出了展望。5947 关键词光电薄膜硅基材料有机材料太阳能电池毕业设计说明书（论文）外文摘要TitlePreparation and optical properties of the optical filmAbstractIn the current society, energy issues have become increasingly prominent, due to its unique advantages, solar energy will become a bette
3、r substitute for fossil fuels. With the maturing of semiconductor technology, the use of silicon-based semiconductor materials are maturing, making the rapid development of the silicon thin film photovoltaic cells, in the recent period of time, the organic thin film photovoltaic performance more exc
4、ellent moral characteristics, showing a more favorable application prospect which has aroused extensive attention worldwide.In this thesis, we made high-quality optical thin film materials which was obtained by spin-coating instrument -范文最新推荐-3 / 24organic thin-film spin-coated on a glass substrate,
5、 electrodes made of organic thin-film deposition and vacuum coating equipment. Secondly, we used the optical detection devices to the optical properties of the optical thin film materials, explored the influencing factors of the optical film of the photoelectric conversion efficiency. Finally, we ma
6、de the prospect for the future of the current development of the photovoltaic cells, and photovoltaic cells to a certain degree of analysis. 在进入了新的信息技术革命之后，材料的种类变得繁多，新型材料不断被研制出来，新材料技术也被不断运用，材料成为现代科学技术的基础。20 世纪 40年代，第一台电子计算机的出现，宣告了以半导体材料为基础的信息化时代的到来。硅平面工艺及微电子技术的快速发展是 20 世纪人类所取得的最具有决定性影响的关键技术之一。由于其巨大的
7、推动作用，使得人类文明加速向前发展，其广泛影响使得至今人们仍然在信息化革命的进程之中。由于硅元素在地球上的储藏量很丰富，随着其他技术的不断进步，制备单晶硅以及基于单晶硅半导体工艺逐渐变得成熟，这样硅半导体材料就成为微电子工业和其他有关工业部门的重要材料，所以目前世界上应用的半导体器件中，90%以上采用硅制作。20 世纪后叶，以硅为主导材料的微电子学与固体电子学技术日趋成熟，成为信息领域的主要特征和标志，并为人类社会作出了巨大的贡献。在材料发展呈现出百花齐放的场面之时，能源问题却变成了目前最现实的问题，特别是近些年来能源的不断开发和利用已经造成了全球性的能源缺乏。能源是全球社会和经济发展的动力，
8、随着世界经济快速发展，如今的能源需求比历史上任何时候显得都重要。目前全球发展过度依赖化石能源，尤其是对石油的需求量仍然很大，化石能源的开发和利用都对环境产生了不可修复的损伤，同时也产生了一系列的环境问题。全球的热点问题在于协调有限资源的开发利用和环境保护的双重矛盾之间，如何处理好在能源问题和环境问题之间的关系成为当前相当重要的任务。在此背景下，太阳能作为一种无污染且分布广泛的能源备受瞩-范文最新推荐-5 / 24目。 对太阳能的利用，主要可以分为被动和主动两种方式。被动利用，是指通过自然方式采光，不需要人为附加设备的利用方式。最典型的例子就是植物的光合作用，通过光合作用，植物能产生碳水化合物将
9、吸收的太阳能转变成化学能存储起来。主动利用，是指通过非自然地方式，利用辅助设备有效地吸收太阳辐射能，并将此能量存储起来的利用方式。太阳能的主动利用，根据能量转换方式的不同，可分为三类：光热转换，光伏转换和光化学转换。光热转换，是指利用集热装置将太阳光能转换为热能的过程。1615 年，法国工程师考克斯利用太阳能的热量加热空气使其膨胀做功而抽水，由此发明了世界上首个利用太阳能做功的发动机，从而成为第一个成功将太阳能转换为机械能的人，拉开了人类对太阳能的光热利用的序幕。 光伏转换，即光生伏特效应，就是把太阳光能转换成电能的过程。1839 年法国人 Edmund Bequerel 发现光伏效应现象，从
10、那时开始，人们便开始了对光伏转换的探索。然而在光伏效应发现随后的一段较长的时间，它的发展仍然比较缓慢，直到 1954 年，美国贝尔实验室的三位科学家才成功研制出了具有实用价值的单晶硅半导体太阳电池，才使得太阳能的研究及应用日渐丰富，多种利用太阳能工作的产品也层出不穷。不过，光电转换的利用仍有一段较长的路要走，光电池的转换效率较低加上其高昂的价格限制了它快速发展的脚步，因此到目前为止，光热转换的利用在市场上仍具有领先优势。光化学转换，就是通过光合作用或者模拟光合作用来实现从太阳光能到化学能转换的过程。在科学家逐步弄清绿色植物的光合作用过程之后，研究者开始思考采用人工方式复制光合作用。目前这项技术
11、尚处于试验阶段，并未大面积推广，但是随着科学技术的发展，相信它将会使太阳能的利用进入一个新时代。 -范文最新推荐-7 / 241.4 有机太阳能电池介绍传统的无机太阳能电池发展过程中逐渐出现生产工艺复杂、生产成本高、制作过程高耗能以及转换效率己经达到极限值等许多制约因素，这些使得无机太阳能电池的进一步发展受到极大的限制。而在另一方面，导电聚合物的快速发展使得研究开发低成本有机太阳能电池变为现实，有机聚合物材料具有柔性好、重量轻、成本低、制作容易、光谱响应宽、材料来源广等优点，因而对大规模利用太阳能，提供廉价电能具有重要意义。共轭导电高分子材料由于兼有聚合物的可加工性和柔韧性以及无机半导体特性或
12、金属导电性因而具有巨大的潜在商业应用价值，如果聚合物太阳能电池的能量转换效率能够提高到接近商品化的无机材料太阳能电池的水平，那它将会拥有广泛的市场前景。有机太阳能电池是通过有机材料吸收光子从而实现光电转换的器件，其工作基本原理与无机太阳能电池类似，都是基于（有机）半导体的光生伏特效应。 有机太阳电池的研究始于上世纪 80 年代初期，经过 20 多年的研究已取得了很大进展。电子给体为有机导电高分子聚合物或敏化染料，如聚苯亚乙烯（PPV，常用的是 MEH-PPV 和 MDMO-PPV）及其改性衍生物、聚噻吩类（PThs） 、聚芴和六苯并苯盘状液晶等；电子受体为非金属，如富勒烯 及其衍生物和其他有机
13、聚合物，如 CN-PPV、芳杂环类聚合物等。载流子传输介质为金属或半导体化合物，如Al、Ca 等。光电转换是在 D/A 界面完成的，因此电池可以做的很薄。有机太阳能电池按照器件结构可基本分为三类：单质结有机太阳能电池、异质结有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池，而异质结有机太阳能电池又包括p-n 异质结、混合异质结、体异质结和级联结构有机太阳能电池。1.4.1 单质结有机太阳能电池 相比传统的硅基太阳能电池，有机薄膜太阳能电池-范文最新推荐-9 / 24以其潜在的低成本、高效率、环境友好、稳定性高的优点，成为最有希望实现民用化光伏的产业，目前的转换效率突破了 9%，发展趋势被业界一致看好。1.5
14、 光电薄膜的工作原理介绍典型的太阳能电池本质上是一个半导体二极管，它利用光生伏特效应将太阳辐射能转换为电能。当电池的表面受到光照时，由于减反射膜的作用，入射光线小部分被反射，大部分进入光吸收层。当太阳光照射到半导体二极管 PN 结上并被吸收时, 其能量大于半导体材料禁带宽度 Eg 的光子能把价带中的电子激发到导带上去，同时价带中留下带正电的空穴，即形成了电子-空穴对, 通常称其为光生载流子。太阳能电池的 PN 结处生成一个由 N 区指向 P 区的内电场称为内建电场。光生载流子在内建电场的作用下迅速分离, 电子被转移到电池的 N 型一侧, 空穴被转移到电池的P 型一侧，从而在二极管的两侧分别形成了正负电荷积累，从而产生了光生电压，这就是所谓的光伏效应。若在 PN 结两侧引出电极并接上负载，则负载中就有光生电流通过，太阳光不断的照射，这个电流就不断的产生，即得到可利用的电能，典型的太阳能电池就是根据这个基本原理工作的。由于太阳能电池的基本原理是基于半导体异质结或金属半导体界面附近的光伏效应，所以又称太阳能电池为光
