Начало > Новини > Съдържание
Хибридни слънчеви клетки имат приложения в гъвкави електроника и портативни устройства
Nov 03, 2018

Разбиране на влиянието на повърхностни дефекти в основата на подобрена ефективност на хибридни органични и неорганични слънчеви клетки.

              Хибридни слънчеви клетки използват интерфейс, включващо пластове от органични и неорганични материали да преобразуват слънчевата светлина в електричество. Цинков окис (ZnO) е популярен избор за неорганичен материал, защото това е евтин, не са токсични и лесно достъпни.

Въпреки това ефективността на преобразуване на хибридни слънчеви клетки използват ZnO/органични-донор насипно състояние heterojunctions е в момента много ниска— само 2 процента, когато ZnO се смесват в органични донорски материал. От друга страна приличен 6.1 % ефективност е достигнат, когато ZnO се използва като слой притисната между електрод и слой от полимер или малки молекула acceptors.

Жан-Люк Bredas от KAUST слънчеви & фотоволтаици Инженеринг изследователския център и колега Хонг ли подозират, че дефекти вътрешноприсъщите в ZnO са ключов фактор в слабото представяне. Сравнявайки разликите в електронни свойства между различни хибридни материали, те заключи, че цинк места намали к.п.д. възпрепятстване процеса за разделяне на такса допирните точки между органични и неорганични материали.

Това е добре известно, че ZnO приема различни роли в насипно състояние heterojunctions според типа на органичен материал и архитектурата използва. Когато смесени с полимер или малки молекулярната донори като sexithienyl, ZnO поема ролята на електронен: заема или "приема" електрони и оставя положително заредена дупки зад в sexithienyl слой.

Когато притисната между електрод и fullerene изпълнителят слой, ZnO помага прехвърляне на електроните от fullerene слой да електрод. Тези процеси позволяват ефективно преобразуване на слънчевата светлина в електричество.

Изследователите използват компютърни симулации за да проучи как цинк места на повърхността на цинков окис влияние тези два процеса. За насипни heterojunction ZnO/sexithienyl цинк предложенията по повърхността на ZnO може да възпрепятства местни безвъзмездното прехвърляне на ZnO/sexithienyl интерфейса и може да се предотврати ефективно такса раздяла поради силен Кулон взаимодействия. Въпреки това за интерфейса на ZnO/fullerene, тези свободни работни места не значително въздействие на процеса на заряд.

Поради тези причини ZnO/органични heterojunctions, разработени досега са неефективни. За сравнение обаче, цинк предложенията имат значително по-високи отрицателно въздействие върху ZnO/sexithienyl отколкото на ZnO/fullerene интерфейси. Резултатите имат важно значение за развитието на хибридни слънчеви клетки, които са приложения в гъвкави електроника и преносими устройства.

"Това, което сме научили от нашите разследвания е до каква степен дефекти на повърхността на провеждане на метални оксиди като ZnO определи общите електронни свойства и в крайна сметка устройството ефективни резултати," отбелязва Bredas. Той предложи констатациите показват възможните начини за подобряване на слънчеви клетки ефективност чрез повърхностно модификации.