הבית > חדשות > תוכן
תאים סולריים היברידית יש יישומים אלקטרוניקה גמישה, מכשירים ניידים
Nov 03, 2018

הבנת ההשפעה של פגמים משטח בבסיס את יעילות משופרת של תאים סולריים האורגני/אורגני היברידית.

              תאים סולריים היברידית לנצל ממשק הכוללת שכבות של חומרים אורגניים ואנאורגניים כדי להמיר אור השמש לחשמל. תחמוצת אבץ (ZnO) הוא בחירה פופולרית עבור החומר אורגניים כי זה זול, רעיל וזמין.

עם זאת, יעילות ההמרה של תאים סולריים היברידית באמצעות ZnO/אורגני-תורם בצובר heterojunctions הוא כעת נמוך מאוד– רק 2 אחוזים כאשר ZnO שהתמזגו של חומר אורגני התורם. מצד שני, יעילות 6.1 אחוזים סבירים הגיעה כאשר ZnO משמשת גם שכבה דחוקה בין אלקטרודה שכבה של הפולימר או מולקולה קטנה acceptors.

ז'אן-לוק Bredas מן המרכז לחקר הנדסה Photovoltaics סולארית & KAUST ו עמית הונג Li חושדים כי פגמים מהותיים ZnO הם גורם מפתח ביצועים ירודים. על ידי השוואת ההבדלים במאפייני אלקטרוניים בין חומרים היברידיים שונים, הם הסיקו כי משרות פנויות אבץ להפחית את יעילות ההמרה על ידי הפרעה את תהליך ההפרדה תשלום על הממשק בין חומרים אורגניים ולא אורגניים.

זה ידוע כי ZnO מאמצת תפקידים שונים בצובר heterojunctions בהתאם לסוג של חומר אורגני ואדריכלות בשימוש. כאשר מעורבב עם פולימר או תורמים קטנים-מולקולרי כגון sexithienyl, ZnO מניח את התפקיד של מקבל אלקטרונים: זה תופס או "מקבל" אלקטרונים, משאירה חורים הטעון חיובית בשכבה sexithienyl.

מתי דחוקה בין אלקטרודה, שכבה מקבל פולרן ZnO מסייע העברת האלקטרונים מהשכבה פולרן אל האלקטרודה. תהליכים אלה מאפשרים המרה יעיל של אור השמש לחשמל.

החוקרים השתמשו סימולציות מחשב כדי לבחון כיצד משרות פנויות אבץ על פני השטח של תחמוצת אבץ משפיעים תהליכים שני אלה. Heterojunction בתפזורת ZnO/sexithienyl, מקומות פנויים אבץ על פני ZnO יכול לעכב העברת תשלום מקומי-הממשק ZnO/sexithienyl, באפשרותך גם למנוע תשלום יעיל ההפרדה בגלל אינטראקציות הקולומבית חזק. עם זאת, עבור הממשק ZnO/פולרן, משרות פנויות כזה לא להשפיע באופן משמעותי את תהליך העברת תשלום.

מסיבות אלו, heterojunctions ZnO/אורגני פיתחה עד כה הם לא יעילים. לשם השוואה, עם זאת, אבץ משרות פנויות השפעה גבוה משמעותית שלילי על ZnO/sexithienyl מאשר בממשקים ZnO/פולרן. התוצאות יש השלכות חשובות להתפתחות של תאים סולריים היברידית, אשר יש יישומי אלקטרוניקה גמישה, מכשירים ניידים.

"מה למדנו מן החקירות שלנו הוא באיזו מידה פגמים על פני השטח של ניצוח תחמוצות מתכת כמו ZnO לקבוע את המאפיינים אלקטרונית הכוללת ובסופו של דבר את היעילות של המכשיר," ציין Bredas. הוא הציע הממצאים מצביעים על הדרכים האפשריות כדי לשפר את היעילות השמש נייד דרך שינויים משטח.