Медленное ток ограничивает органическую солнечную эффективность

Ученые из Технологического университета Chemnitz разрабатывают экономически эффективные, печатные органические солнечные элементы, но медленное движение электронов вызывает сопротивление транспортировки, снижает выходные мощности, и их последнее исследование раскрывает его основные причины и потенциальные решения для повышения производительности.



Исследователи из Технологического университета Chemnitz во главе с профессором доктором Карстен Дейбел, продвигают развитие органических солнечных элементов с использованием новых полупроводников и установленных процессов печати.Эти легкие и экономически эффективные солнечные элементы предлагают многообещающую альтернативу традиционным кристаллическим кремниевым модулям.Их эффективность препятствует медленному транспорту заряда, ограничивая общую выходную мощность.

В отличие от обычных солнечных панелей, органические солнечные элементы изготавливаются с использованием печатных «чернил», создавая неупорядоченную легкую поглощающую слой.Это расстройство значительно замедляет движение электронов и отверстий, повышая транспортную стойкость, что является основным фактором, снижающим эффективность.Транспортное сопротивление приводит к заряду носителей по -своему, снижая коэффициент заполнения и общую мощность.

Чтобы углубить их понимание этой проблемы, Deibel и Saladina провели обширные исследования по различным конструкциям органических солнечных батарей.Анализируя характеристики текущего напряжения при освещении, они оценили, как генерирование, рекомбинация и транспорт взаимодействуют с влиянием эффективности преобразования энергии.Затем их результаты сравнивались с методом Suns-Voc, который создает альтернативную кривую напряжения тока, не зависящую от транспортного сопротивления.

Результаты показывают, что, несмотря на то, что транспортная устойчивость является значительным ограничивающим фактором, нет фундаментальных барьеров для достижения высокоэффективных отпечатанных органических солнечных элементов.Транспорт заряда улучшился за эти годы, но точная связь между потерей коэффициента заполнения и транспортным сопротивлением оставалась неясной.Последующее наблюдение, исследователи из различных немецких университетов, дополнительно исследуют физическое происхождение транспортного сопротивления.Они подчеркивают, что за пределами рекомбинации форма плотности состояний в органических материалах также играет решающую роль.