Casa > Notícies > Contingut
Híbrid fotoelèctrica tenen aplicacions en dispositius portàtils i electrònica Flexible
Nov 03, 2018

Entendre l'impacte dels defectes superficials es basa gran l'eficàcia millorada de híbrid orgànic/inorgànic cèl·lules solars.

              Híbrid fotoelèctrica utilitzar una interfície formada per capes de materials orgànics i inorgànics per convertir la llum solar en electricitat. Òxid de zinc (ZnO) és una opció popular per al material inorgànic perquè és barat, no tòxica i fàcilment disponible.

No obstant això, l'eficiència de conversió de híbrid fotoelèctrica utilitzant ZnO/orgànic-donant granel heterojunctions és actualment molt baix— només 2 per cent quan es barreja ZnO en un material orgànic donant. D'altra banda, un digne 6,1% l'eficiència s'ha arribat quan ZnO s'utilitza com una capa intercalada entre un elèctrode i una capa de polímer o petita molècula acceptors d'electrons.

Jean-Luc Bredas del centre de recerca en Enginyeria KAUST Solar fotovoltaica 59 i col·lega Hong Li sospiten que defectes intrínsecs en ZnO són un factor clau en el pobre espectacle. Comparant les diferències en les propietats electròniques entre diversos materials híbrids, van concloure que el zinc vacants reduir l'eficiència de conversió per obstaculitzar el procés de separació de càrrega en la interfície entre els materials orgànics i inorgànics.

És ben sabut que ZnO adopta diferents rols en granel heterojunctions en funció del tipus de matèria orgànica i l'arquitectura utilitzada. Quan es barreja amb malla polimèrica o petita-molecular donants com sexithienyl, ZnO assumeix el paper d'acceptor d'electrons: pren cap amunt de o "Accepta" electrons i forats carregats positivament deixa en una capa sexithienyl.

Quan intercalada entre un elèctrode i una capa de receptor fulerens, ZnO ajuda transferència els electrons de la capa fulerens a l'elèctrode. Aquests processos habilitar la conversió eficient de llum solar en electricitat.

Els investigadors utilitzat simulacions per ordinador per a examinar com el zinc vacants a la superfície de l'òxid de zinc impacte aquests dos processos. El ZnO/sexithienyl granel oblies, zenc vacants a la superfície de ZnO pot dificultar la transferència de càrrega locals en la interfície de ZnO/sexithienyl i també pot evitar separació de càrrega eficients a causa de la forts Coulomb interaccions. No obstant això, per a la interfície de ZnO/fulerens, el tals vacants no afectar significativament el procés de transferència de càrrega.

Per aquestes raons, el ZnO/orgànica heterojunctions desenvolupats fins ara són ineficients. En comparació, no obstant això, el zinc vacants tenir significativament major impacte negatiu en ZnO/sexithienyl que en interfícies ZnO/fulerens. Els resultats tenen importants implicacions per al desenvolupament de cèl·lules solars híbrides, que tenen aplicacions en l'electrònica flexible i dispositius portàtils.

"El que hem après de les nostres investigacions és fins a quin punt defectes a la superfície de la realització d'òxids metàl·lics com ZnO determinar les propietats electròniques en general i en definitiva les eficiències de dispositiu," va assenyalar Bredas. Va suggerir que els resultats indiquen possibles maneres de millorar l'eficiència de la cèl lula solar a través de modificacions de superfície.