有机光伏材料太阳能电池论文

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1、为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划有机光伏材料太阳能电池论文关于有机太阳能电池及其材料姚阳屹电子能源问题是制约21世纪经济社会发展的全球性问题,而解决能源问题的方法有时日新月异。近段时期在世界范围内越来越受到重视的是各种可再生能源。风能,潮汐能等的应用在人们对能源的强烈渴望中逐步发展起来。然而这些大自然的赋予似乎仍然难以满足日增的能源需求,所以自然而然的,人们便把目光投向了我们平日最常见但却最难被应用的一种能源太阳能。太阳能占地球总能量99%以上,是人类取之不尽用之不竭的可再生能源也是清洁能源,不产生任何的环境污染。

2、然而这看似无穷无尽的能源我们又将以什么方式来应用呢?仅仅是索取那阳光下的片刻温暖是远远满足不了人们的欲望与需求,于是在能源=电能的这个时代,大阳能光电利用应运而生。太阳能光电利用是近些年来发展最快,最具活力的研究领域,是其中最受瞩目的项目之一。为此,人们研制和开发了太阳能电池。太阳能电池说的简单些,就是电光转换元件,而传统的太阳能电池多采取半导体材料,其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电于转换反应。根据所用材料的不同,太阳能电池可分为:1、硅太阳能电池;2、以无机盐如砷化镓III-V化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池;3、功能高分子材料制备的大阳能电池;4、纳米晶太阳能电池等

3、。作为太阳能电池的这些材料都具有一些共性:首先是这些材料的bandgap不能太宽,其次是具有较高的光电转换效率。再综合其他的一些制成上的考虑,在传统的太阳能电池材料中,硅是最理想的。然而我此次想要着重讨论的却并不是硅型半导体太阳能电池,因为就目前的技术而言,这种电池在推广上面存在着很大的缺陷。这有一则例题,是我在台湾大学交流期间学习光电时吴志毅教师给出的,内容如下:Given:Dailyaverageelectricalpowerconsumption:500WAnnualaveragesolarintensityincidentperday:6kWhm-2Photovoltaicdevice

4、conversionefficiency=15%Find:Whatistherequireddevicearea?所得结果是Totalenergyavailablefor1day=Incidentsolarenergyin1dayperunitareaxAreaxEfficiencyArea=Energyperhouse/(IncidentsolarenergyperunitareaxEfficiency)=(500Wx3600s/hrx24hrs)/(6x103Whrm-2day-1x3600s/hrx)=m2(orapanelmxm)也就是说满足一个普通家庭一天的能源消耗,用现有的半导体材

5、料太阳能电池作为能源转换工具时,所需要的太阳能面板的面积为2即mxm的一块大面板。这种要求对一个普通家庭来说貌似是不可能的事情,更不用说用传统的太阳能电池来满足对能源需求更大的工厂等了。于是怎样提高太阳能转换效率以及增大太阳能电池能量密度是当前世界光电人士的着眼处。于是乎solercellthirdgeneration即新型光伏电池发展十分迅速。可以预期的是在今后的5到10年里它们将逐渐走向产业化,在光伏市场上扮演越来越重要的角色,并最终成为市场的主导。所以有机太阳能电池作为新型光伏电池便逐渐等上历史的舞台。有机太阳能电池这个概念貌似很新,但其实它的历史也不短跟硅基太阳能电池的历史差不多。第一

6、个硅基太阳能电池是贝尔实验室在1954年制造出来的,它的太阳光电转化效率约为6;而第一个有机光电转化器件是由Kearns和Calvin在1958年制备的,其主要材料为镁酞菁染料,染料层夹在两个功函数不同的电极之间。在那个器件上,他们观测到了200mV的开路电压,光电转化效率低得让人都不好意思提。起步之初就高下立判哪。虽说起步不高,但是有机材料的一些优点是无机材料无法拥有的。有机材料与无机材料的一些优缺点可从以下的一张图中略有体现:可以看出的是虽然有机材料的转换效率不太稳定,但基于这是一个较新型的研究领域,该项指标的弹性还是很大的。而有机材料相比与无机材料最吸引人的地方便是轻便,价廉,原料易得,

7、可折叠以及可大面积制备,这些均是采用无机材料制备太阳能电池目前无法实现的。就目前的有机太阳能电池而言,可以分成三类:1肖托基型有机太阳能电池。上述所介绍的第一个有机光电转化器件即为此类型的太阳能电池。其原理为:在这种有机半导体器件中,电子在光照下被从HOMO能级激发到LUMO能级,产生一对电子和空穴。电子被低功函数的电极提取,空穴则被来自高功函数电极的电子填充,由此在光照下形成光电流。理论上,有机半导体膜与两个不同功函数的电极接触时,会形成不同的肖托基势垒。这是光致电荷能定向传递的基础。因而此种结构的电池通常被称为“肖特基型有机太阳能电池”。2双层膜异质结型有机太阳能电池。这种太阳能电池又叫做

8、p-n异质结型有机太阳能电池。在双层膜结构中,p-型半导体材料,以下简记为D)和n-型半导体材料,以下简记为A)先后成膜附着在正负极上。D层或者A层受到光的激发生成激子,激子扩散到D层和A层界面处发生点电荷分离生成载流子,然后电子经A层传输到电极,空穴经D层传输到对应的电极。3混合异质结型有机太阳能电池。混合异质结概念主要针对光电转化过程中激子分离和载流子传输这两方面的限制。双层膜太阳能电池中,虽然两层膜的界面有较大的面积,但激子仍只能在界面区域分离,离界面较远处产生的激子往往还没移动到界面上就复合了。而且有机材料的载流子迁移率通常很低,在界面上分离出来的载流子在向电极运动的过程中大量损失。这

9、两点限制了双层膜电池的光电转化效率。而所谓“混合异质结”,就是将给体材料和受体材料混合起来,通过共蒸或者旋涂的方法制成一种混合薄膜。其给体和受体在混合膜里形成一个个单一组成的区域,在任何位置产生的激子都可以通过很短的路径到达给体与受体的界面,电荷分离的效率得到了提高。同时,在界面上形成的正负载流子亦可通过较短的途径到达电极,从而弥补载流子迁移率的不足。毕业设计题目太阳能电池性能测试学院专业班级学生姓名指导教师成绩摘要21世纪,能源危机日益严重,积极寻找替代能源,开发节能技术尤为重要,作为新能源之一的太阳能,其电池的性能测试问题尤为受到关注。近年来,各大高校、实验室也纷纷开设关于太阳能性能测试实

10、验的课程,学生在实验中了解太阳能电池发电的过程及太阳能电池性能方面的知识。然而,传统的太阳能电池测试实验多由学生自己连接测试电路,测试过程中不但经常发生短路、断路等现象,导致太阳能电池、光强计等设备的损坏,而且由于测试环境开放,测试时受到外界光源影响,导致最终测试结果不理想。为了解决传统实验中的弊端,本设计采用集成的方式将传统的太阳能电池测试实验的电路进行焊接,并连出电路关键的测试点,方便实验时数据的测量;同时本设计还将整个实验设置在一个密闭的暗室中,从而减少外界环境对实验的影响。本设计利用钨镍灯模拟太阳光,通过调光模块对钨镍灯发出的光的光强进行调节。实现了光强的连续变化测量;在测量过程中,通

11、过集成的测量电路将太阳能电池的各种电气特性表现出来,提高了测量数据的可靠性,尤其适用于实验教学。关键词:能源危机;太阳能电池测试系统;太阳能电池;钨镍灯AbstractThe21stcentury,theincreasinglyseriousenergycrisis,activelylookingforalternativesourcesofenergy,developenergy-savingtechnologiesisparticularlyimportantasoneofthenewenergy,solarenergy,itsbatteryperformancetestingisofpa

12、rticularconcern.Inrecentyears,majoruniversities,laboratorieshavealsosetupcoursesonsolarenergyperformancetest,thestudentsunderstandtheknowledgeofthesolarcellpowergenerationprocessandsolarcellperformanceintheexperiment.However,mosttraditionalsolarcelltestinglaboratorytestcircuitconnectedbythestudentst

13、hemselves,notonlythefrequentoccurrenceofphenomenasuchasshortcircuit,opencircuittestingprocess,resultinginsolarcells,lightintensitymeterandotherequipmentdamage,andbecausethetestenvironmentandopeningup,testingbyoutsideThelighteffects,leadingtothefinaltestresultsarenotsatisfactory.Inordertosolvethedraw

14、backsoftraditionalexperimentaldesignusinganintegratedmannerwithtraditionalsolarcelltestingexperimentcircuitwelding,andevencircuitkeytestpointstofacilitatetheexperimentaldatameasurement;theentireexperimentofthisdesignwillsetinacloseddarkroom,therebyreducingtheinfluenceoftheexternalenvironmentoftheexp

15、eriment.Thisdesignusestungstennickellightssimulatesunlight,adjusttheintensityofthelightemittedbythedimmingmoduletungstennickellight.Theintensityofthecontinuouschangesinmeasurement;integratedmeasuringcircuitintheprocessofmeasuringavarietyofelectricalcharacteristicsofsolarcellsshowntoimprovethereliabilityofthemeasurementdata,especiallyforexperimentalteaching.Keywords:Energycrisis;solarcelltestsystem;solarcells;tungstennickellamp目录摘要.IAbstract.

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