Domů > Novinky > Obsah
Hybridní solární buňky mají využití v flexibilní elektroniky a přenosná zařízení
Nov 03, 2018

Pochopení dopadu povrchových vad je základem zvyšování účinnosti hybridních organicko anorganických solárních článků.

              Hybridní solární buňky využít rozhraní skládající se z vrstev organických a anorganických materiálů k přeměňují sluneční záření na elektřinu. Oxid zinečnatý (ZnO) je oblíbenou volbou pro anorganický materiál, protože je to levné, non toxické a snadno dostupné.

Však je v současné době velmi nízká účinnost konverze hybridního solárních buněk pomocí ZnO/bio dárce hromadné heteropřechody– pouze 2 % ZnO prolnutí do organické dárce materiálu. Na druhé straně slušné 6,1 procenta účinnosti bylo dosaženo když ZnO se používá jako vrstva vklíněná mezi elektrodou a vrstvou polymeru nebo malé molekule akceptory.

Jean-Luc Bredas od KAUST sluneční & fotovoltaiku Engineering Research Center a kolega Hong Li podezření, že vnitřní vady v ZnO jsou klíčovým faktorem snížení výkonu. Porovnáním elektronických vlastnostech rozdíly mezi různými hybridní materiály, došli k závěru, že zinek volných snížit účinnost konverze brání separační proces nabíjení na rozhraní mezi organickými a anorganickými látkami.

Je dobře známo, že ZnO přijímá různé role v hromadné heteropřechody podle druhu organického materiálu a architekturou, kterou používá. Když ve směsi s polymerem nebo malé molekulární dárci jako sexithienyl, ZnO převezme roli Akceptor elektronů: zabírá nebo "přijímá" elektrony a zanechává kladně nabité otvory v sexithienyl vrstvě.

Když Sevřený mezi elektrody a fullerenů acceptor vrstvy, ZnO pomáhá přenos elektronů z fullerenů vrstvy elektrody. Tyto procesy umožňují efektivní přeměna slunečního záření na elektřinu.

Vědci používají počítačové simulace zkoumat, jak volná místa zinku na povrchu oxidu zinečnatého dopad těchto dvou procesů. Pro hromadné heterojunction ZnO/sexithienyl volná místa zinku na povrchu ZnO mohou bránit přenosu místní poplatek na ZnO/sexithienyl rozhraní a může také zabránit oddělení efektivní nábojů vlivem silné Coulombův interakcí. Však pro rozhraní ZnO/fullerenů tato volná pracovní místa nemají významný dopad procesu přenosu obvinění.

Z těchto důvodů jsou neefektivní ZnO/organické heteropřechody vyvíjela tak daleko. Ve srovnání však zinek volná místa mít výrazně vyšší negativní dopad na ZnO/sexithienyl než na rozhraních ZnO/fullerenů. Výsledky mají významné důsledky pro rozvoj hybridních solárních článků, které mají využití v flexibilní elektroniky a přenosná zařízení.

"Co jsme se dozvěděli od našeho vyšetřování je do jaké míry vady na povrchu vedení oxidy kovů jako ZnO určit celkové elektronické vlastnosti a nakonec zařízení účinností," poznamenal Bredas. On navrhl, že zjištění ukazují možné způsoby, jak zlepšit účinnost solárních prostřednictvím povrchových úprav.