Langzame stroom beperkt biologische zonne -efficiëntie

Wetenschappers van Chemnitz University of Technology ontwikkelen kosteneffectieve, afdrukbare organische zonnecellen, maar langzame elektronenbeweging veroorzaakt transportweerstand, het verminderen van het vermogen en hun nieuwste onderzoek onthult de grondoorzaken en potentiële oplossingen voor verbeterde prestaties.



Onderzoekers van Chemnitz University of Technology, geleid door prof. Dr. Carsten Deibel, bevorderen de ontwikkeling van organische zonnecellen met behulp van nieuwe halfgeleiders en gevestigde drukprocessen.Deze lichtgewicht en kosteneffectieve zonnecellen bieden een veelbelovend alternatief voor traditionele kristallijne siliciummodules.Hun efficiëntie wordt gehinderd door langzaam ladingstransport, waardoor het totale vermogensbeperking wordt beperkt.

In tegenstelling tot conventionele zonnepanelen, worden organische zonnecellen vervaardigd met behulp van een afdrukbare 'inkt', waardoor een ongeordende licht-absorberende laag ontstaat.Deze aandoening vertraagt ​​de beweging van elektronen en gaten aanzienlijk, waardoor transportweerstand wordt verhoogd, een belangrijke factor die de efficiëntie vermindert.Transportweerstand leidt ertoe dat ladingsdragers op hun eigen manier staan, waardoor de vulfactor en het algehele vermogen worden verlaagd.

Om hun begrip van dit probleem te verdiepen, hebben Deibel en Saladina uitgebreide studies uitgevoerd naar verschillende organische zonnecelontwerpen.Door het analyseren van de huidige spanningskarakteristieken onder verlichting, beoordeelden ze hoe het genereren van ladingen, recombinatie en transport op elkaar inwerken om de efficiëntie van de stroomconversie te beïnvloeden.Hun resultaten werden vervolgens vergeleken met de SUNS-VOC-methode, die een alternatieve stroomspanningscurve construeert die niet wordt beïnvloed door transportweerstand.

De bevindingen geven aan dat, ondanks dat de weerstand van transport een significante beperkende factor is, er geen fundamentele belemmeringen zijn voor het bereiken van zeer efficiënte gedrukte organische zonnecellen.Het ladingstransport is in de loop der jaren verbeterd, maar het exacte verband tussen vulfactorverliezen en transportweerstand bleef onduidelijk.Een follow-up, onderzoekers van verschillende Duitse universiteiten, onderzoekt verder de fysieke oorsprong van transportweerstand.Ze benadrukt dat de vorm van de dichtheid van staten in organische materialen na het recombineren van de dichtheid van staten ook een cruciale rol speelt.