Teknik til fremstilling af keramiske film til OPV mellemlag

Efterhånden som miljø- og energispørgsmål er blevet stadig mere forværrede i de senere år, fotovoltaiske (PV) celler tiltrækker opmærksomhed som en ny energikilde. Imidlertid, da omkostningerne ved silicium PV -celler stadig er høje, Det er vigtigt at reducere omkostningerne ved PV -celler. På den anden side, organiske fotovoltaiske (OPV) celler, der anvender organiske forbindelser, har flere fordele:de er lette, fleksibel, og sofistikeret, og deres produktionsomkostninger er lave. Af disse grunde, de forventes som næste generations PV-celler.

Hvad angår udviklingen af ​​OPV -celler, ud over organiske halvledere, der absorberer lys, (1) materialer til bufferlag i OPV -celler (bufferlag, eller OPV mellemlag, at effektivt adskiller elektroner og huller produceret fra lysenergi og transporterer elektroner og huller til hver elektrode og (2) design af OPV -enheder studeres aktivt. Under disse omstændigheder, en af ​​de teknikker, der fanger mest opmærksomhed, er en spin -coating -teknik til at skabe zinkrelateret oxid (ZnOx, ZnOHx) ultratynde film (keramiske film) ved hjælp af en opløsning.

OPV -celler, der anvender ZnO -tynde film som bufferlag, undersøges aktivt. I konventionelle produktionsprocesser af ZnO tynde film, en sintringsproces ved høj temperatur opvarmning eller alternativ energi bestråling var nødvendig.

En fælles gruppe forskere fra Osaka University og Kanazawa University udviklede en teknik til belægning af zinkrelateret oxid (ZnOx, ZnOHx) ved blot at deponere filmene i en opløsningsproces ved hjælp af metoden Metal Organic Decomposition (MOD) ved omgivelsestemperatur og tryk uden en opvarmningsproces. De demonstrerede også, at deres tynde film fremstillet ved denne teknik var nyttige som bufferlag for OPV -celler, og at filmene opnåede en effektomdannelseseffektivitet (PCE) svarende til ZnO -tynde film fremstillet ved konventionelle metoder, der involverer sintring. Deres forskningsresultater blev offentliggjort i Videnskabelige rapporter .

En af forfatterne Tohru Sugahara siger, "Det lykkedes os at danne ultratynde film i nanostørrelse ved hjælp af vores blandingsopløsningsmetode uden opvarmning."

Tykkelsen af ​​denne ultratynde film kan kontrolleres i området 5-100 nanometer. De skabte OPV -celler ved hjælp af denne filmfremstillingsteknik, opnåelse af den højeste PCE under anvendelse af en ultratynd film på ca. 20 nm. Denne teknik, der ikke kræver opvarmning i formningsprocessen af ​​tynde ZnO -film, vil kunne reducere produktionsprocessen og omkostningerne drastisk.