Småmolekylære solceller får en effektivisering på 50% med optisk afstandsstykke

(Venstre) Et ZnO optisk afstandsstykke set under et atomkraftmikroskop. (Center) Enhedsstrukturen i solcellen med små molekyler. (Til højre) Solcelleydelse med og uden en optisk afstandsstykke. Kredit:Aung Ko Ko Kyaw, et al. © 2013 American Chemical Society

(Phys.org) - I en verden af organiske solceller, polymerbaserede enheder kan i øjeblikket være øverst, men andre organiske materialer som "små molekyler" viser sig også at være lovende. Selvom små molekylære organiske solceller i øjeblikket har lavere effektivitet end polymersolceller, de er generelt lettere at fremstille, og deres effektivitet forbedres.

I en ny undersøgelse, forskere har vist, at de kan øge effektiviteten af en type småmolekylære organiske solceller fra 6,02% til 8,94% blot ved at indstille tykkelsen af det aktive lag og indsætte en optisk afstandsstykke mellem det aktive lag og en elektrode. Effektivitetsforbedringen viser, at småmolekylære solceller har potentiale til at konkurrere med deres polymere. som har en effektivitet på op mod 10%.

Forskerne, ledet af Alan J. Heeger ved University of California i Santa Barbara, har offentliggjort deres papir om effektivitetsforbedringen i småmolekylære solceller i et nyligt nummer af Nano bogstaver .

Som forskerne forklarer i deres papir, organiske solceller med små molekyler har flere fordele i forhold til organiske polymersolceller:relativt enkel syntese, mobilitet med høj opladningsbærer, partikler af lignende størrelse (monodispersitet), og bedre reproducerbarhed, blandt andre. Imidlertid, småmolekylære solceller har hidtil opnået topeffektivitet på omkring 8%, halter lidt efter de bedste polymerenheder.

Ved at demonstrere, hvordan et par enkle ændringer kan øge effektiviteten af en type småmolekylære organiske solceller med næsten 50%, forskerne her har vist, at disse enheder stadig har potentiale for enorme forbedringer.

Ved at indstille tykkelsen af det aktive lag og indsætte et optisk zinkoxidafstandsstykke mellem det aktive lag og metalelektroden kan det aktive lag høste mere lys, øget optisk absorption. Indsættelsen af det optiske afstandsstykke placerer det aktive lag i en mere gunstig position inden for det optiske elektriske felt i cellen. Som forskerne forklarede, den optiske afstandsstykker bidrager til øget lysabsorption på tre måder:forøgelse af ladningseffektivitet, tjener som et blokeringslag til huller, og reducere rekombinationshastigheden.

Sidste artikelHæve IQ af smarte vinduer

Næste artikelGraphene nanoskroller er dannet ved dekoration af magnetiske nanopartikler