第4章有機(jī)柔性太陽能電池

《第4章有機(jī)柔性太陽能電池》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《第4章有機(jī)柔性太陽能電池（91頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 4.1概 述主 要 內(nèi) 容 ：1、 有 機(jī) 薄 膜 電 池 的 結(jié) 構(gòu) ；2、 有 機(jī) 薄 膜 電 池 材 料 種 類 及 特 性 ；3、 激 子 概 念 及 類 型 ；4、 有 機(jī) 柔 性 電 池 發(fā) 電 原 理 ；5、 有 機(jī) 柔 性 電 池 的 優(yōu) 缺 點 4.1 概 述有 機(jī) 薄 膜 電 池 概 念 ： 廣 義 的 講 有 機(jī) 太 陽 能 電 池 主 要 是 利 用 有 機(jī)小 分 子 或 有 機(jī) 高 聚 物 來 直 接 或 間 接 將 太 陽 能 轉(zhuǎn)變 為 電 能 的 器 件 。 4.1 概 述有 機(jī) 薄 膜 電 池 的 歸 類 ： 太 陽 能 電 池 材 料 類 型 4.1 概 述

2、有 機(jī) 薄 膜 電 池 的 發(fā) 展 歷 史 ： 有 機(jī) 太 陽 能 電 池 是 一 種 正 在 進(jìn) 行 研 究 的 新型 電 池 。 有 機(jī) 太 陽 能 電 池 這 個 概 念 貌 似 很 新 ，但 其 實 它 的 歷 史 也 不 短 跟 硅 基 太 陽 能 電 池的 歷 史 差 不 多 。 第 一 個 有 機(jī) 光 電 轉(zhuǎn) 化 器 件 是 由 Kearns和Calvin在 1958年 制 備 的 ， 其 主 要 材 料 為 鎂 酞 菁(MgPc)染 料 ， 染 料 層 夾 在 兩 個 功 函 數(shù) 不 同 的 電極 之 間 。 在 那 個 器 件 上 ， 他 們 觀 測 到 了 200 mV的

3、開 路 電 壓 ， 光 電 轉(zhuǎn) 化 效 率 低 得 讓 人 都 不 好 意思 提 。 4.1 概 述有 機(jī) 薄 膜 電 池 的 發(fā) 展 歷 史 ： 1986年 ， 柯 達(dá) 公 司 的 鄧 青 云 博 士 . 光 電 轉(zhuǎn) 化效 率 達(dá) 到 1 左 右 。 時 至 今 日 這 種 雙 層 膜 異 質(zhì) 結(jié)的 結(jié) 構(gòu) 仍 然 是 有 機(jī) 太 陽 能 電 池 研 究 的 重 點 之 一 。 4.1 概 述有 機(jī) 薄 膜 電 池 的 發(fā) 展 歷 史 ： 1992年 ， 土 耳 其 人 Sariciftci發(fā) 現(xiàn) ， 激 發(fā) 態(tài)的 電 子 能 極 快 地 從 有 機(jī) 半 導(dǎo) 體 分 子 注 入 到 C60分

4、 子 而 反 向 的 過 程 卻 要 慢 得 多 。 1993年 ， Sariciftci在 此 發(fā) 現(xiàn) 的 基 礎(chǔ) 上 制 成PPV/C60雙 層 膜 異 質(zhì) 結(jié) 太 陽 能 電 池 。 此 后 ， 以C60為 電 子 受 體 的 雙 層 膜 異 質(zhì) 結(jié) 型 太 陽 能 電 池層 出 不 窮 。 4.1 概 述有 機(jī) 薄 膜 電 池 的 發(fā) 展 歷 史 ： 但 激 子 仍 只 能 在 界 面 區(qū) 域 分 離 ， 離 界 面 較遠(yuǎn) 處 產(chǎn) 生 的 激 子 往 往 還 沒 移 動 到 界 面 上 就 復(fù) 合了 。 而 且 有 機(jī) 材 料 的 導(dǎo) 電 性 很 差 ， 在 界 面 上 分離 出 來

5、的 載 流 子 在 向 電 極 運 動 的 過 程 中 大 量 損失 。 這 兩 點 限 制 了 雙 層 膜 電 池 的 光 電 轉(zhuǎn) 化 效 率 。 研 究 人 員 在 雙 層 膜 太 陽 能 電 池 的 基 礎(chǔ) 上 又提 出 了 一 個 重 要 的 概 念 ： 混 合 異 質(zhì) 結(jié) (體 異 質(zhì) 結(jié) )電 池 。 4.1 概 述有 機(jī) 薄 膜 電 池 的 結(jié) 構(gòu) ：1、 玻 璃 2、 透 明 導(dǎo) 電 極3、 有 機(jī) 物 半 導(dǎo)體 材 料4、 金 屬 電 極 4.1 概 述有 機(jī) 薄 膜 電 池 材 料 的 類 型 及 性 質(zhì) ：1、 施 主 材 料 能 夠 吸 收 太 陽 光 并 產(chǎn)生 激 子

6、 （ 電 子 -空 穴 對 ） 容 易 給 出 電 子 ， 吸 收空 穴2、 受 主 材 料 不 能 吸 收 太 陽 光 并 產(chǎn)生 激 子 （ 電 子 -空 穴 對 ） 容 易 給 出 空 穴 ， 吸 收電 子 4.1 概 述有 機(jī) 薄 膜 電 池 的 結(jié) 構(gòu) 類 型 ：1、 單 層 膜 結(jié) 構(gòu) 兩 個 金 屬 電 極 之 間 夾 一層 有 機(jī) 物 吸 光 材 料 。 2、 雙 層 膜 結(jié) 構(gòu) 由 一 層 施 主 有 機(jī) 材 料和 一 層 受 主 有 機(jī) 材 料 構(gòu) 成 ，交 界 面 為 平 面 。 4.1 概 述有 機(jī) 薄 膜 電 池 的 結(jié) 構(gòu) 類 型 ：3、 體 異 質(zhì) 結(jié) （ 混 合

7、型 ） 施 主 材 料 和 受 主 材 料 混 合 在 一 起 ， 兩 種 材 料的 交 界 面 不 是 平 面 。 4.1 概 述激 子 的 概 念 及 激 子 類 型 ：1、 激 子 概 念 激 子 是 被 束 縛 的 電 子 空 穴 對 ， 是 受 激 后 的 準(zhǔn)粒 子 。 光 照 后 ， 電 子 吸 收 光 子 能 量 后 擺 脫 有 機(jī) 分子 束 縛 成 為 自 由 電 子 ， 但 是 電 子 -空 穴 仍 相 互 吸引 而 成 為 激 子 ， 即 激 子 是 存 在 相 互 作 用 的 電 子 空穴 對 。 4.1 概 述激 子 的 概 念 及 激 子 類 型 ：2、 激 子 類

8、型 激 子 可 以 分 為 瓦 尼 爾 -莫 特 激 子 和 弗 侖 克 爾激 子 。 瓦 尼 爾 -莫 特 激 子 為 松 束 縛 激 子 ， 相 互 作 用很 弱 ， 對 應(yīng) 能 量 為 0.01eV。 存 在 于 晶 體 硅 中 。 弗 侖 克 爾 激 子 為 緊 束 縛 激 子 ， 相 互 作 用 很 強(qiáng) ，對 應(yīng) 能 量 為 0.3eV。 存 在 于 有 機(jī) 施 主 材 料 中 。 4.1 概 述激 子 的 概 念 及 激 子 類 型 ：3、 激 子 自 旋 方 向 類 型單 線 態(tài) 激 子 被 激 發(fā) 的 電 子 自 旋 方 向 與 基 態(tài) 電 子 自 旋 方 向相 反 。 對 有

9、 機(jī) 電 池 發(fā) 電 有 貢 獻(xiàn) ， 但 復(fù) 合 非 常 快 ，少 子 壽 命 非 常 短 （ 在 納 秒 量 級 ） 。三 線 態(tài) 激 子 被 激 發(fā) 的 電 子 自 旋 方 向 與 基 態(tài) 電 子 自 旋 方 向相 同 。 對 有 機(jī) 電 池 發(fā) 電 無 貢 獻(xiàn) ， 但 復(fù) 合 非 常 慢 ，少 子 壽 命 非 常 長 （ 在 毫 秒 量 級 ） 。 4.1 概 述有 機(jī) 電 池 光 伏 發(fā) 電 原 理 ：1、 施 主 材 料 吸 收 太 陽光 ， 產(chǎn) 生 單 線 態(tài) 激 子 。2、 激 子 從 施 主 材 料 擴(kuò)散 到 界 面 處 發(fā) 生 分 離 。3、 空 穴 通 過 施 主 材 料傳

10、 輸 到 透 明 電 極 處 ， 并被 電 極 收 集 。4、 電 子 通 過 受 主 材 料傳 輸 到 電 極 處 ， 并 被 金屬 電 極 收 集 。 4.1 概 述有 機(jī) 電 池 光 伏 發(fā) 電 損 耗 ：1、 單 線 態(tài) 激 子 壽 命 很短 ， 很 容 易 重 新 復(fù) 合 。2、 分 離 后 的 電 子 和 空穴 在 界 面 處 又 可 能 重 新復(fù) 合 。3、 半 導(dǎo) 體 導(dǎo) 電 性 差 造成 串 聯(lián) 電 阻 損 失 。 4.1 概 述有 機(jī) 柔 性 電 池 的 優(yōu) 點 ：1、 設(shè) 備 成 本 低 。2、 原 材 料 用 量 少 （ 100納 米 ） 。3、 電 性 能 可 調(diào) ，

11、 可 以 按 照 需要 合 成 有 機(jī) 物 ， 調(diào) 節(jié) 吸 收 光 譜和 導(dǎo) 電 特 性 。 4.1 概 述有 機(jī) 柔 性 電 池 的 缺 點 ：1、 電 子 -空 穴 分 離 較 難 。2、 有 機(jī) 物 半 導(dǎo) 體 導(dǎo) 電 性 差 ， 損 耗 大 。3、 轉(zhuǎn) 換 效 率 衰 減 快 ， 使 用 壽 命 低 于 無 機(jī) 半 導(dǎo) 體電 池 。4、 器 件 不 易 封 裝 嚴(yán) 密 ， 易 受 潮 而 失 效 。 第 二 次 作 業(yè)1、 通 過 對 比 無 機(jī) 薄 膜 電 池 的 發(fā) 電 量 比 晶 體 硅 電池 的 年 發(fā) 電 量 要 高 ， 簡 述 主 要 原 因 。2、 簡 述 薄 膜 電 池

12、 有 哪 些 優(yōu) 點 。3、 簡 述 在 非 晶 硅 三 結(jié) 疊 層 電 池 中 ， 各 結(jié) 電 池 材料 的 特 點 。 第 三 次 作 業(yè)1、 簡 述 鎵 銦 銅 硒 （ CIGS） 電 池 有 哪 些 優(yōu) 勢 。2、 簡 述 大 規(guī) 模 發(fā) 展 鎵 銦 銅 硒 和 碲 化 鎘 電 池 會 遇到 什 么 問 題 。3、 簡 述 有 機(jī) 電 池 光 伏 發(fā) 電 原 理 。 4.2體 異 質(zhì) 結(jié) 電 池主 要 內(nèi) 容 ：1、 雙 層 膜 電 池 結(jié) 構(gòu) 缺 點 ；2、 體 異 質(zhì) 結(jié) 電 池 結(jié) 構(gòu) 優(yōu) 、 缺 點 ；3、 體 異 質(zhì) 結(jié) 電 池 產(chǎn) 生 激 子 后 的 三 種 情 況 ；4、

13、 施 主 -受 主 界 面 的 形 式 類 型 ；5、 施 主 、 受 主 材 料 4.2體 異 質(zhì) 結(jié) 電 池雙 層 膜 電 池 結(jié) 構(gòu) 缺 點 ：1、 電 由 于 激 子 壽 命 非 常 短 ， 在 還 沒 有 擴(kuò) 散 到 交界 面 分 離 時 ， 就 復(fù) 合 掉 了 。 4.2體 異 質(zhì) 結(jié) 電 池體 異 質(zhì) 結(jié) 電 池 結(jié) 構(gòu) 的 優(yōu) 、 缺 點 ：1、 縮 短 了 激 子 擴(kuò) 散 到 交 界 面 的 距 離 ， 從 而 減 少了 激 子 的 復(fù) 合 。2、 受 主 材 料 變 薄 ， 受 主 吸 收 電 子 能 力 變 差 。 4.2體 異 質(zhì) 結(jié) 電 池體 異 質(zhì) 結(jié) 中 產(chǎn) 生

14、激 子 后 的 三 種 情 況 ：1、 擴(kuò) 散 到 界 面 處 分 離 為 電子 -空 穴 。2、 激 子 復(fù) 合 。3、 分 離 后 的 電 子 -空 穴 重 新回 到 界 面 處 復(fù) 合 。 4.2體 異 質(zhì) 結(jié) 電 池施 主 、 受 主 界 面 形 式 ：1、 雙 層 膜 異 質(zhì) 結(jié) 。2、 體 異 質(zhì) 結(jié) 。3、 分 子 異 質(zhì) 結(jié) 。 4.2體 異 質(zhì) 結(jié) 電 池施 主 、 受 主 界 面 形 式 ：4、 雙 軸 型 聚 合 物 。 4.2體 異 質(zhì) 結(jié) 電 池施 主 、 受 主 材 料 ：1、 施 主 材 料 。 常 用 不 摻 雜 的 共 軛 聚 合 物 作 施 主 材 料 ，

15、具 有可 溶 性 ， 4.2體 異 質(zhì) 結(jié) 電 池施 主 、 受 主 材 料 ：2、 受 主 材 料 。 富 勒 烯 衍 生 物 作 為 受 主 材 料 ， 高 度 可 溶 。 4.3有 機(jī) 柔 性 電 池 優(yōu) 化主 要 內(nèi) 容 ：1、 有 機(jī) 柔 性 電 池 優(yōu) 化 方 向 ；2、 效 率 機(jī) 極 限 計 算 ；3、 有 機(jī) 雙 結(jié) 疊 層 電 池 ； 4.3 有 機(jī) 柔 性 電 池 優(yōu) 化有 機(jī) 柔 性 電 池 優(yōu) 化 方 向 ：1、 促 進(jìn) 電 子 -空 穴 的 分 離 ， 減 少 復(fù) 合 。 增 加 退 火 工 藝 和 改 進(jìn) 溶 劑2、 加 快 載 流 子 的 傳 輸 減 小 串 聯(lián)

16、 電 阻 損 耗 。 改 善 施 主 、 受 主 材 料 排 列 的 整 齊 性3、 增 加 吸 光 的 波 長 范 圍 采 用 疊 層 電 池 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 4.3 有 機(jī) 柔 性 電 池 優(yōu) 化Shockley-Queisser效 率 極 限 計 算 ：1、 課 本 理 論 計 算 假 設(shè) 條 件 。2、 有 機(jī) 物 電 池 理 論 效 率 極 限 低 于 無 機(jī) 物 電 池 理論 效 率 極 限 。3、 有 機(jī) 物 電 池 理 論 效 率 極 限 與 吸 光 層 的 厚 度 及復(fù) 合 強(qiáng) 度 有 關(guān) 。4、 有 機(jī) 物 的 最 佳 帶 隙 大 于 無 機(jī) 物 的 最 佳 帶 隙 4.3

17、 有 機(jī) 柔 性 電 池 優(yōu) 化有 機(jī) 雙 結(jié) 疊 層 電 池 ：1、 不 同 電 池 的 吸 光 材 料 不 同 ， 吸 收 不同 波 段 的 的 入 射 光 。2、 疊 層 電 池 的 電 流 ， 以 兩 結(jié) 電 池 電 流中 最 小 的 電 流 為 準(zhǔn) 。3、 電 壓 為 兩 結(jié) 電 池 電 壓 之 和 。 4.4卷 對 卷 技 術(shù)主 要 內(nèi) 容 ：1、 有 機(jī) 柔 性 電 池 生 產(chǎn) 技 術(shù) ；2、 不 同 溶 劑 效 果 對 比 ；3、 卷 對 卷 生 產(chǎn) 工 藝 ； 4.4卷 對 卷 技 術(shù)有 機(jī) 柔 性 電 池 生 產(chǎn) 技 術(shù) ：1、 噴 涂 生 產(chǎn) 技 術(shù) 。2、 涂 刷 生

18、產(chǎn) 技 術(shù) 。 4.4 卷 對 卷 技 術(shù)卷 對 卷 生 產(chǎn) 技 術(shù) ： 4.4 卷 對 卷 技 術(shù)卷 對 卷 生 產(chǎn) 技 術(shù) ： 4.4 卷 對 卷 技 術(shù)噴 墨 印 刷 技 術(shù) ： 4.4 卷 對 卷 技 術(shù)有 機(jī) 柔 性 電 池 生 產(chǎn) 技 術(shù) ： -油 墨 油 墨 由 施 主 材 料 、 受 主 材 料 和 溶 劑 組 成 。共 軛 聚 合 物 為 施 主 材 料 ， 富 勒 烯 為 受 主 材 料 ，溶 劑 采 用 四 氫 化 奈 （ 或 68%的 鄰 二 氯 苯 和 32%的 均 三 甲 苯 ） 。 4.4 卷 對 卷 技 術(shù)有 機(jī) 柔 性 電 池 生 產(chǎn) 技 術(shù) ： -ITO緩

19、沖 層 聚 乙 撐 二 氧 噻 吩 -聚 乙 烯 磺 酸 鹽 （ PEDOT-PPS） 。 4.4 卷 對 卷 技 術(shù)有 機(jī) 柔 性 電 池 生 產(chǎn) 技 術(shù) ： -電 池 均 勻 性 控制1、 油 墨 的 濃 度 、 黏 度 和 溫 度 的 穩(wěn) 定 性 ；2、 機(jī) 械 結(jié) 構(gòu) 精 密 保 證 噴 涂 壓 力 穩(wěn) 定 ；3、 襯 底 移 動 速 度 穩(wěn) 定 4.4 卷 對 卷 技 術(shù)不 同 溶 劑 效 果 對 比1、 采 用 四 氫 化 奈 溶 劑 制 備 的 表 面 比 68%的 鄰 二氯 苯 和 32%的 均 三 甲 苯 溶 劑 制 備 的 表 面 要 粗 糙 。2、 鄰 二 氯 苯 和 均

20、 三 甲 苯 溶 劑 制 備 的 電 池 的 短 路電 流 和 開 路 電 壓 都 要 高 。 4.4 卷 對 卷 技 術(shù)發(fā) 電 纖 維1、 把 太 陽 能 電 池 集 成 于 紡 織 品 。 4.5 涂 刷 技 術(shù)主 要 內(nèi) 容 ：1、 涂 刷 技 術(shù) 基 本 要 素 ；2、 涂 刷 技 術(shù) 基 本 過 程 ；3、 涂 刷 技 術(shù) 與 其 它 技 術(shù) 對 比 ； 4.5 涂 刷 技 術(shù)涂 刷 技 術(shù) 基 本 要 素 ：5、 涂 刷 速 率 涂 刷 速 率 合 適 ， 保 證 膜 層 的 均 勻 性 。 4.5 涂 刷 技 術(shù)涂 刷 技 術(shù) 基 本 工 藝 過 程 ：1、 油 墨 通 過 涂

21、刷 均 勻 涂 在 緩 沖 層 PEDOT-PSS上 ；2、 將 襯 底 加 熱 到 50度 ， 使 溶 劑 快 速 揮 發(fā) ；3、 加 熱 到 110度 退 火 7min， 使 聚 合 物 排 列 更 整齊 。 4.5 涂 刷 技 術(shù)其 他 薄 膜 技 術(shù) ：1、 刮 片 法 ；2、 旋 涂 法 ；3、 浸 涂 。 4.5 涂 刷 技 術(shù)涂 刷 技 術(shù) 與 其 他 薄 膜 技 術(shù) 對 比 ：1、 涂 刷 技 術(shù) 制 備 的 薄 膜 均 勻 性 好 及 工 藝 穩(wěn) 定 重復(fù) 性 好 ； 因 而 電 池 的 轉(zhuǎn) 換 效 率 要 高 ， 且 轉(zhuǎn) 換 效率 波 動 小 。 4.5 涂 刷 技 術(shù)涂

22、刷 技 術(shù) 與 其 他 薄 膜 技 術(shù) 對 比 ： 體 異 質(zhì) 結(jié) 是 一 種 雙 連 續(xù) 穿 插 網(wǎng) 絡(luò) 。 4.6 有 機(jī) 柔 性 電 池 的 產(chǎn) 業(yè) 化進(jìn) 來 有 機(jī) 太 陽 能 電 池 效 率 發(fā) 展 ： 在 2011年 7月 ， 加 州 大 學(xué) 洛 杉 磯 分 校 加 州 納米 技 術(shù) 研 究 院 。 制 成 的 設(shè) 備 具 有 新 的 “ 串 聯(lián) ”結(jié) 構(gòu) ， 可 以 結(jié) 合 多 個 電 池 ， 具 有 不 同 的 吸 收 頻段 。 這 種 設(shè) 備 認(rèn) 證 的 光 電 轉(zhuǎn) 換 效 率 是 8.62 。 進(jìn) 一 步 ， 研 究 人 員 集 成 了 一 種 新 的 紅 外 吸收 高 分

23、 子 材 料 ， 這 種 材 料 的 開 發(fā) 者 是 日 本 住 友化 學(xué) 公 司 ， 光 電 轉(zhuǎn) 換 效 率 躍 升 至 10.6 。 4.6 有 機(jī) 柔 性 電 池 的 產(chǎn) 業(yè) 化有 機(jī) 太 陽 能 電 池 效 率 提 升 方 向 4.6 有 機(jī) 柔 性 電 池 的 產(chǎn) 業(yè) 化有 機(jī) 太 陽 能 電 池 效 率 提 升 方 向1、 使 聚 合 物 形 成 小 于 10納 米 的 納 米 結(jié) 構(gòu) ， 排 列更 加 整 齊 有 序 ；2、 開 發(fā) 窄 帶 隙 聚 合 物 （ 1ev） ， 提 高 導(dǎo) 電 性（ 載 流 子 遷 移 率 ） ；3、 提 高 施 主 、 受 主 界 面 能 級 差

24、， 有 效 分 離 電 子-空 穴 （ 激 子 ） ； 4.6 有 機(jī) 柔 性 電 池 的 產(chǎn) 業(yè) 化美 國 科 納 卡 (Konarka)公 司 -有 機(jī) 柔 性 電 池 6.2 量 子 阱 太 陽 能 電 池8、 納 米 天 線 太 陽 能 電 池 技 術(shù) ： 采 用 納 米 材 料 結(jié) 構(gòu) ， 利 用 光 是 一 種 電 磁 波 ，利 用 天 線 對 電 磁 波 吸 收 的 原 理 制 成 。 6.2 量 子 阱 太 陽 能 電 池主 要 內(nèi) 容 ：1、 第 三 代 太 陽 能 電 池 技 術(shù) 的 類 型2、 各 種 太 陽 能 電 池 技 術(shù) 的 特 點3、 量 子 點 和 量 子 阱

25、 太 陽 能 電 池 6.2 量 子 阱 太 陽 能 電 池量 子 點 太 陽 能 電 池 量 子 點 材 料 ： 量 子 點 (QuantumDots一 QDs)是 準(zhǔn) 零 維 的納 米 材 料 ， 由 少 量 的 原 子 所 構(gòu) 成 。 是 指 顆 粒 半徑 (或 三 個 維 度 的 尺 寸 )小 于 材 料 激 子 玻 爾 半 徑 的金 屬 或 半 導(dǎo) 體 顆 粒 ， 因 此 量 子 點 又 被 稱 為 “ 人造 原 子 ” 。 6.2 量 子 阱 太 陽 能 電 池量 子 點 太 陽 能 電 池 量 子 點 材 料 特 點 ：1、 具 有 多 載 流 子 效 應(yīng) ： 一 個 光 子 產(chǎn)

26、 生 多 個 電 子-空 穴 對 。2、 具 有 熱 載 流 子 效 應(yīng) ： 在 量 子 點 中 ， 熱 載 流 子冷 卻 速 率 會 戲 劇 性 地 減 少 。3、 具 有 多 帶 隙 的 特 征 。 6.2 量 子 阱 太 陽 能 電 池量 子 點 太 陽 能 的 結(jié) 構(gòu) 類 型 ：1、 PiN結(jié) 構(gòu) 量 子 點 太 陽 能 電 池 。2、 染 料 敏 化 量 子 點 太 陽 能 電 池 。3、 量 子 點 分 布 在 有 機(jī) 物 太 陽 能 電 池 中 。 6.2 量 子 阱 太 陽 能 電 池量 子 點 太 陽 能 電 池 結(jié) 構(gòu) 類 型 及 特 點 ：1、 PiN結(jié) 構(gòu) 量 子 點

27、太 陽 能 電 池 。 量 子 點 結(jié) 構(gòu) 位 于 電 池 的 i層 。 起 到 吸 收 太 陽能 光 ， 產(chǎn) 生 載 流 子 的 作 用 。 6.2 量 子 阱 太 陽 能 電 池量 子 點 太 陽 能 電 池 結(jié) 構(gòu) 類 型 及 特 點 ：2、 染 料 敏 化 量 子 點 太 陽 能 電 池 。 量 子 點 敏 化 電 池 是 用 量 子 點 替 代 染 料 分 子 。相 對 于 染 料 分 子 ， 量 子 點 具 有 光 學(xué) 特 性 可 調(diào) 、與 固 態(tài) 空 穴 導(dǎo) 體 形 成 更 好 的 異 質(zhì) 結(jié) 、 以 及 具 有多 載 流 子 效 應(yīng) 等 優(yōu) 勢 。 6.2 量 子 阱 太 陽

28、能 電 池量 子 點 太 陽 能 電 池 結(jié) 構(gòu) 類 型 及 特 點 ：2、 染 料 敏 化 量 子 點 太 陽 能 電 池 。 量 子 點 敏 化 疊 層 電 池 ， 采 用 不 同 帶 隙 寬 度的 量 子 點 材 料 吸 收 不 同 波 段 的 太 陽 光 。 6.2 量 子 阱 太 陽 能 電 池量 子 點 太 陽 能 電 池 結(jié) 構(gòu) 類 型 及 特 點 ：3、 量 子 點 分 布 在 有 機(jī) 物 太 陽 能 電 池 中 。 量 子 點 分 散 在 電 子 導(dǎo) 電 聚 合 物 和 空 穴 導(dǎo) 電聚 合 物 的 混 合 物 中 （ 是 基 于 量 子 點 發(fā) 光 二 極 管的 反 結(jié) 構(gòu)

29、 ） 。 6.2 量 子 阱 太 陽 能 電 池主 要 內(nèi) 容 ：1、 第 三 代 太 陽 能 電 池 技 術(shù) 的 類 型2、 各 種 太 陽 能 電 池 技 術(shù) 的 特 點3、 量 子 點 和 量 子 阱 太 陽 能 電 池 6.2 量 子 阱 太 陽 能 電 池量 子 阱 太 陽 能 電 池 結(jié) 構(gòu) 類 型 ：1、 量 子 阱 電 池 采 用 p-i-n結(jié) 構(gòu) ；2、 i層 為 電 池 的 吸 光 材 料 ， 采 用 量 子 阱 結(jié) 構(gòu) ；3、 量 子 阱 是 厚 度 滿 足 某 種 條 件 的 薄 膜 ， 包 括 多層 交 替 分 布 的 勢 壘 層 和 勢 阱 層 6.2 量 子 阱

30、太 陽 能 電 池量 子 阱 太 陽 能 電 池 結(jié) 構(gòu) 類 型 ：4、 i層 能 帶 結(jié) 構(gòu) 6.2 量 子 阱 太 陽 能 電 池應(yīng) 力 平 衡 量 子 阱 太 陽 能 電 池 特 點 ：1、 吸 光 范 圍 可 以 調(diào) 節(jié) ， 易 于 做 成 多 結(jié) 疊 層 ；2、 晶 體 結(jié) 構(gòu) 缺 陷 少 ；3、 在 高 倍 （ 大 200倍 ） 聚 光 應(yīng) 用 的 情 況 下 ， 能夠 重 新 吸 收 輻 射 復(fù) 合 發(fā) 出 的 光 子 發(fā) 電 ； 6.2 量 子 阱 太 陽 能 電 池應(yīng) 力 平 衡 量 子 阱 太 陽 能 電 池 特 點 ：4、 具 有 更 高 的 開 路 電 壓 ， 因 為

31、飽 和 電 流 低 。 6.3 納 米 太 陽 能 電 池主 要 內(nèi) 容 ：1、 納 米 太 陽 能 電 池 概 念2、 納 米 太 陽 能 電 池 種 類3、 納 米 太 陽 能 電 池 優(yōu) 點 6.3 納 米 太 陽 能 電 池納 米 太 陽 能 電 池 概 念 將 納 米 技 術(shù) 應(yīng) 用 于 太 陽 能 電 池 或 太 陽 能 電池 中 具 有 納 米 結(jié) 構(gòu) ， 都 可 叫 納 米 太 陽 能 電 池 。 6.3 納 米 太 陽 能 電 池納 米 太 陽 能 電 池 種 類1、 鉑 （ Pt） 電 極 納 米 化2、 叢 林 狀 或 織 物 狀 砷 化 鎵 （ GaAs） 納 米 線

32、作 為吸 光 層3、 采 用 納 米 金 顆 粒 對 透 明 導(dǎo) 電 膜 進(jìn) 行 改 性4、 叢 林 狀 納 米 片 砷 化 銦 （ InAs） 作 吸 光 層 6.3 納 米 太 陽 能 電 池納 米 太 陽 能 電 池 優(yōu) 點1、 增 加 太 陽 光 的 吸 收2、 減 少 電 極 材 料 消 耗3、 改 善 透 明 導(dǎo) 電 膜 的 性 能 ， 如 厚 度 、 導(dǎo) 電 率 及柔 性4、 縮 短 載 流 子 收 集 距 離 ， 減 少 能 量 損 失5、 減 低 對 襯 底 的 要 求 6.4石 墨 烯 太 陽 能 電 池主 要 內(nèi) 容 ：1、 石 墨 烯 材 料 特 點2、 石 墨 烯 在

33、 太 陽 能 電 池 中 的 應(yīng) 用 6.4石 墨 烯 太 陽 能 電 池石 墨 烯 材 料 特 點 ：1、 結(jié) 構(gòu) 特 點 ， 具 有 六 角 形 兩 維 晶 格 排 列 單 原 子層 薄 膜 結(jié) 構(gòu) ， 厚 度 只 有 0.2納 米2、 電 子 運 動 非 常 快 ， 導(dǎo) 電 率 極 高3、 物 理 、 化 學(xué) 性 質(zhì) 穩(wěn) 定4、 制 備 工 藝 簡 單 ， 大 規(guī) 模 生 產(chǎn) 成 本 低 6.4石 墨 烯 太 陽 能 電 池石 墨 烯 在 太 陽 能 電 池 中 應(yīng) 用 ：1、 用 作 透 明 導(dǎo) 電 膜2、 用 作 電 池 吸 光 材 料 ， 帶 隙 為 0.26eV， 效 率 有待

34、于 進(jìn) 一 步 提 高 6.5 納 米 天 線 太 陽 能 電 池主 要 內(nèi) 容 ：1、 納 米 天 線 太 陽 能 電 池 概 念2、 納 米 天 線 太 陽 能 電 池 結(jié) 構(gòu)3、 納 米 天 線 太 陽 能 電 池 工 作 原 理4、 納 米 天 線 電 池 的 制 作5、 納 米 天 線 太 陽 能 電 池 特 點 6.5 納 米 天 線 太 陽 能 電 池納 米 天 線 太 陽 能 電 池 概 念 ： 光 實 際 上 是 一 種 電 磁 波 ， 利 用 天 線 接 收 無線 電 信 號 的 原 理 ， 把 光 （ 電 磁 波 ） 的 能 量 轉(zhuǎn) 換為 電 能 。 6.5 納 米 天

35、線 太 陽 能 電 池納 米 天 線 太 陽 能 電 池 的 結(jié) 構(gòu) ： 包 括 金 屬 襯 底 、 半 導(dǎo) 體 膜 層 、 納 米 天 線 陣列 、 硅 膠 鈍 化 層 、 透 明 導(dǎo) 電 層 和 封 裝 層 6.5 納 米 天 線 太 陽 能 電 池納 米 天 線 太 陽 能 電 池 的 工 作 原 理 ：1、 納 米 天 線 陣 列 吸 收 太 陽 光 的 能 量 ， 并 把 光 的能 量 轉(zhuǎn) 化 為 交 流 電 ；2、 納 米 管 和 半 導(dǎo) 體 的 接 觸 形 成 半 導(dǎo) 體 隧 道 結(jié) ，起 到 整 流 作 用 ， 把 交 流 電 轉(zhuǎn) 化 為 直 流 電 。 6.5 納 米 天 線

36、 太 陽 能 電 池納 米 天 線 太 陽 能 電 池 的 制 作 過 程 ：1、 在 鋁 （ Al） 金 屬 襯 底 上 ， 沉 積 半 導(dǎo) 體 硅 層 ；2、 用 磁 控 濺 射 在 硅 層 上 沉 積 催 化 劑 鎳 （ Ni） ； 3、 通 過 光 刻 工 藝 ， 形 成 鎳 （ Ni） 顆 粒 催 化 劑 陣列 ； 6.5 納 米 天 線 太 陽 能 電 池納 米 天 線 太 陽 能 電 池 的 制 作 過 程 ：4、 從 鎳 催 化 劑 底 部 往 上 生 長 碳 納 米 管 陣 列 ， 在氨 氣 和 乙 烯 氣 氛 下 ， 運 用 直 流 輝 光 放 電 等 離 子體 ； 6.5 納 米 天 線 太 陽 能 電 池納 米 天 線 太 陽 能 電 池 的 制 作 過 程 ：5、 在 納 米 管 之 間 制 備 硅 橡 膠 鈍 化 層 ， 并 在 沉 積透 明 導(dǎo) 電 膜 ；6、 去 除 突 出 部 分 ， 并 再 次 旋 涂 硅 橡 膠 。 6.5 納 米 天 線 太 陽 能 電 池納 米 天 線 太 陽 能 電 池 的 特 點 ：1、 碳 納 米 管 電 阻 非 常 低 ， 電 流 損 耗 小 ；2、 單 色 光 轉(zhuǎn) 換 效 率 大 于 90%；3、 可 以 印 制 在 柔 性 襯 底 上 ， 也 可 實 現(xiàn) 卷 對 卷 生產(chǎn) 。