顾锦华,龙 浩,王皓宁,陈首部,钟志有

(1.中南民族大学 实验教学与实验室管理中心, 湖北 武汉 430074;2.中南民族大学 智能无线通信湖北省重点实验室，湖北 武汉 430074；3.中南民族大学 电子信息工程学院, 湖北 武汉 430074)

1 引言

有机太阳能电池(OSC)具有原材料丰富、成本低、质量轻、半透明、有柔性等特点[1～4]，可以通过喷墨、刮涂、卷对卷等便捷工艺制造大面积的器件，它将在光伏建筑一体化、可穿戴电子设备等方面具有广阔的应用前景，是新一代光伏技术的一个重要发展方向[5～7]。众所周知，OSC的典型结构为“三明治”式夹心结构，即将具有光敏性质的有机薄膜夹于金属阴极与透明阳极之间，通过光生伏特效应产生电压、形成电流，从而实现光电转换[8～10]。由于OSC由多层薄膜组成，其器件性能与功能层厚度密切相关，因此各个功能层之间的厚度匹配对于OSC器件结构优化及其光伏性能改善具有重要意义[11～13]。为此，本文基于OSC光吸收模型，利用MATLAB进行模拟计算，以研究功能层厚度对OSC内部光场强分布和光敏层内部场强的影响。

2 方法

选取器件结构为“Al/LiF/P3HT:PCBM/PEDOT:PSS/ITO”的OSC作为研究对象，其中金属Al层为OSC阴极，透明导电ITO薄膜为OSC阳极，它们的厚度均为100 nm；其他各功能层及其厚度的研究范围分别如下：①LiF为阴极修饰层，厚度范围为0～9 nm；②P3HT:PCBM为光敏层，它是电子给体聚(3-己基噻吩)(P3HT)和电子受体6,6-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)的共混薄膜，厚度范围为40～80 nm；③PEDOT:PSS为阳极修饰层，它是磺化聚苯乙烯(PSS)掺杂聚3,4-乙烯基二氧噻吩(PEDOT)的聚合物薄膜，厚度范围为0～90 nm。

当太阳光垂直……