专题五、太阳能电池的制备.ppt

二、太阳能电池的主要技术参数 (4) 填充因子（曲线因子） 填充因子是表征太阳电池性能优劣的一个重要参数，定义为太阳电池的最大功率与开路电压和短路电流的乘积之比，通常用FF(或CF)表示： 式中 IscUoc——极限输出功率； ImUm——最大输出功率。 二、太阳能电池的主要技术参数 (5)最大功率点 调节负载电阻RL到某一值Rm时，在曲线上得到一点M，对应的工作电流Im和工作电压Um的乘积为最大，即 则称M点为该太阳电池的最佳工作点（或最大功率点），Im为最佳工作电流，Um为最佳工作压，Rm为最佳负载电阻，Pm为最大输出功率。 二、太阳能电池的主要技术参数 (5)最大功率点 不同的工作点输出功率也不一样，但总可以找到一个工作点，其包围的矩形（OImMUm）面积最大，也就是其工作电压U和电流I的乘积最大，因而输出功率也最大，该点即为最佳工作点，即 在此最大功率点，有dPm/dU =0，因此有： 二、太阳能电池的主要技术参数 (5)最大功率点 实际工作时，往往并不是在标准测试条件下工作，而且一般也不一定符合最佳负载的条件，再加上一天中太阳辐照度和温度也在不断变化，所以真正能够达到额定输出功率的时间很少。 有些光伏系统采用“最大功率跟踪器”，可在一定程度上增加输出的电能。 二、太阳能电池的主要技术参数 (6) 太阳电池的转换效率 太阳电池接受光照的最大功率与入射到该电池上的全部辐射功率的百分比称为太阳电池的转换效率，即 。 二、太阳能电池的主要技术参数 (6) 太阳电池的转换效率 式中 Um、Im——最大输出功率点的电压、电流； At——包括栅线面积在内的太阳电池总面积（也称全面积）； Pin——单位面积入射光的功率。 。 专题五、有机小分子太阳能电池的制备 主讲： 光电学院 钟 建 . 提纲 一、有机小分子太阳能电池的器件结构设计及原理 二、有机小分子太阳能电池的制备工艺及设备 三、有机小分子太阳能电池的参数及测试 四、实验数据及数据处理 一、有机小分子太阳能电池的器件结构设计及原理 一、有机小分子太阳能电池的器件结构设计及原理 1、单层Schottky器件 HOMO是最高电子占据轨道, LUMO是最低电子未占据轨道。 两个电极功函数的不同,传输空穴的π轨道能级与具有较低功函数的电极之间将形成Schottky势垒(能带弯曲W区域),即内建电场。这是有机单层光伏器件电荷分离的驱动力。 一、有机小分子太阳能电池的器件结构设计及原理 2、双层异质结器件 阳极功函数要与给体HOMO能级匹配；阴极功函数要与受体LUMO能级匹配，这样有利于电荷收集。 双层异质结器件中电荷分离的驱动力是给体和受体的最低空置轨道(LUMO)能级差，即给体和受体界面处电子势垒。在界面处，如果势垒较大(大于激子的结合能)，激子的解离就较为有利：电子会转移到有较大电子亲和能的材料上。 一、有机小分子太阳能电池的器件结构设计及原理 3、本体异质结器件 在本体异质结器件中，给体和受体在整个活性层范围内充分混合，D-A界面分布于整个活性层。 本体异质结可通过将含有给体和受体材料的混合溶液以旋涂的方式制备，也可通过共同蒸镀的方式获得。 一、有机小分子太阳能电池的器件结构设计及原理 4、级联结构器件 级联电池是一种串联的叠层电池，是将两个或以上的器件单元以串接的方式做成一个器件，以便最大限度地吸收太阳光谱，提高电池的开路电压和效率。 二、有机小分子太阳能电池的器件结构设计 实验方案： ITO/CuPc(200?)/C60(400?)/BCP(25?)Ag(1000?) 6.2eV BCP C60 CuPc ITO Glass substrate CuPc C60 ITO 4.8eV 5.2eV 3.5eV 4.5eV 4.3eV Ag Ag 3.5eV 7.0eV BCP 二、有机小分子太阳能电池的器件结构设计 实验方案： ITO/CuPc(200?)/C60(400?)/BCP(25?)Ag(1000?) 三、有机小分子太阳能电池的制备工艺及设备 封装测试 太阳能电池制备流程 ITO基板(左)及蒸镀了有机和金属膜的器件图(右) 三、有机小分子太阳能电池的制备工艺及设备 1、