倒置结构有机太阳能电池的设计与性能研究

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1、单位代码：10293密级：公开专业学位硕士论文论文题目：倒置结构有机太阳能电池的设计与性能研究学号1211033007姓名陈云龙导师郑加金副教授专业学位类别工程硕士类型申请全日制专业申请（领域）光学工程论文提交日期2014年2月万方数据PerformanceStudyandDesignofInvertedOrganicSolarCellsThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEn

2、gineeringByYunlongChenSupervisor:Prof.JiajingZhengFebruary2014万方数据南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实

3、，愿意承担一切相关的法律责任。研究生签名：_____________日期：____________南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名：____________导师签名

4、：____________日期：_____________万方数据摘要有机太阳能电池是当前开发利用太阳能领域的热门研究之一。但目前有机太阳能电池转换效率还较低。因此对有机太阳能电池进行理论研究能有助于进一步了解器件的工作机理，以便寻找更加有效的途径提升电池器件的效率。本论文基于较完善的有机薄膜太阳能电池光学理论和电学理论模型，介绍了相关的数值方法，以及具体的数值处理过程，并利用MATLAB仿真软件编写了器件的光学性能和电学性能仿真模块。通过光学仿真模块，探讨了不同活性层厚度下倒置结构器件的光学性能。同时，利

5、用多层高反射膜构成一种陷光结构，并模拟分析了多层高反射膜的反射率特性以确定选用层数。此外，模拟了镀有7层高反射膜的倒置结构器件光电场及激子产生总数分布，分析了器件的光学性能。验证了电学仿真模块，并在此基础上，模拟了器件在短路和开路两种情况下的内部参数分布等。进一步分析了活性层厚度、载流子迁移率和激子产生速率等参数对器件性能的影响，阐述了器件性能与器件内部参数之间的数值关系。本文基于理论模型建立仿真模块，对倒置结构有机太阳能电池的光学性能与电学性能进行了模拟研究，对研究器件工作机理和性能优化途径具有一定的指导

6、意义。关键词:倒置结构有机太阳能电池，光学理论模型，电学理论模型，数值仿真I万方数据AbstractOrganicsolarcellsareoneofthehotteststudiesintheareaofthedevelopmentandutilizationofsolarenergy.Thepowerconversionefficiencyoforganicsolarcellsisstilllow.Andtheoreticalresearchonsolarcellsishelpfultofurtheru

7、nderstandtheworkingmechanismofthedevice,andtolookformoreeffectivepathsofincreasingtheefficiency.Betteropticalandelectricaltheoreticalmodelsoforganicthinfilmsolarcellsarepresentedinthispaper,aswellasthespecificnumericalprocessing.ThenprograminMATLABsoftware

8、torealizethetwomodels.Withopticalsimulationmodule,activelayerthicknessimpactingontheopticalperformanceofthedeviceisdiscussed.Atthesametime,multilayerhighreflectancefilmsareusedtoconstituteakindoflighttrapping