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Entwicklung und Anwendung einer Computer-Simulationsmethode zur Untersuchung von Verlust-Prozessen in polymer-basierten Solarzellen

研究聚合物太阳能电池损耗过程的计算机模拟方法的开发和应用

基本信息

批准号：
163145991
负责人：
Privatdozent Dr. Stephan Bäurle
金额：
--
依托单位：
Arbeitsgruppe Theoretische Chemie
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2010
资助国家：
德国
起止时间：
2009-12-31 至 2013-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/163145991?language=en
关键词：
Entwicklung und Anwendung einer Computer

项目摘要

Die photoelektrische Stromumwandlungseffizienz polymer-basierter Solarzellen ist bis heute im Vergleich zu herkömmlichen anorganischen Solarzellen immer noch relativ niedrig, d.h. kleiner als 6 % . Dies ist überwiegend auf die Existenz klein-skaliger Auslöschungsphänomene, wie z.B. Exzitonen- und Ladungsträger-Verlust zurückzuführen, welche die Leistungsfähigkeit polymer-basierter Solarzellen erheblich verringern. In diesem Projekt werden die Ursachen für das Auftreten dieser Phänomene auf Nano-Skalen-Ebene erforscht, und neue Lösungsansätze zur Optimierung der Effizienz dieses Solarzellen-Typs untersucht. Hierzu wird eine neue numerische Solarzellen-Simulationsmethode entwickelt, welche die photovoltaischen Elementar-Prozesse durch Kopplung einer mesoskopischen Feld-Integral-Methode mit einem geeignetem dynamischen Monte-Carlo-Algorithmus modelliert. Nach Überprüfung ihrer Zuverlässigkeit wird sie zur Untersuchung des Einflusses der Zusammensetzung und statischer sowie zeitlich veränderlicher struktureller Gegebenheiten, wie z.B. Inhomogenitäten, Verunreinigungen, Defekte und Oberflächen, auf die Effizienz der Erzeugung und des Transportes von Exzitonen- und Ladungsträger in nano-strukturierten Polymer-Blend- und Block- Copolymer-Materialien eingesetzt. Das Ziel hierbei ist den Zusammenhang der lokalen strukturellen Besonderheiten auf die obengenannten Verlust-Phänomene besser zu verstehen, und mit Hilfe der gewonnenen Erkenntnisse neue Wege zur Optimierung der Stromumwandlungseffizienz polymer-basierter Solarzellen zu erkunden.

Die photoelektrische Stromumwandlungsefizienz polymer-based Solarzellen ist bis heute im Vergleich zu herkömmlichen anorganischen Solarzellen immer noch relativ niedrig，d.h.克莱纳也有6%。这是一个非常简单的名字，就像z.B. Exzitonen- und Ladungsträger-Verlust zurückzuführen，welche die Leistungsfähigkeit polymer-basierter Solarzellen erheblich verringern.在这个项目中，韦尔登设计了一个用于提高纳米-骨架-Ebene性能的装置，并设计了一个用于优化太阳能类型效率的新装置。本文提出了一种新的太阳能数值模拟方法，并利用蒙特-卡罗几何动力学模型，通过一种介观积分方法，对太阳能的基本过程进行了数值模拟。然后，他们的Zuverlässigkeit wird sie zur Untersuchung des Einflusses der Zusammensetzung und statistiser sowie zeitlich veränderlicher struktureller Gegebenheiten，wie z.B. Inhomogenitäten，Verunreinigungen，Defekte und Oberflächen，auf die Effizienz der Erzeugung und des Transportes von Exzitonen- und Ladungsträger in nano-strukturierten Polymer-Blend- und Block-Copolymer-Materialien eingesetzt.这一层是局部结构的基础，最好是通过对明显的光-现象进行研究，并通过对新的聚合物基太阳能电池的最佳结构进行优化。