Rumah > Berita > Kandungan
Sel Suria Hibrid Mempunyai Aplikasi Dalam Elektronik Fleksibel Dan Peranti Mudah Alih
Nov 03, 2018

Memahami kesan kecacatan permukaan mengukur kecekapan sel solar / organik organik hibrid yang lebih baik.

               Sel solar hibrid menggunakan antara muka yang terdiri daripada lapisan bahan organik dan bukan organik untuk menukar cahaya matahari ke dalam elektrik. Zink oksida (ZnO) adalah pilihan yang popular untuk bahan bukan organik kerana ia adalah murah, tidak toksik dan mudah didapati.

Walau bagaimanapun, kecekapan penukaran sel solar hibrid menggunakan zeO / heterojunctions pukal penderma organik pada masa ini sangat rendah-hanya 2 peratus apabila ZnO dicampur menjadi bahan penderma organik. Sebaliknya, kecekapan 6.1 peratus yang baik telah dicapai apabila ZnO digunakan sebagai lapisan yang diapit di antara elektrod dan lapisan polimer atau penerima molekul kecil.

Jean-Luc Bredas dari Pusat Penyelidikan Kejuruteraan KAUST Solar & Photovoltaics dan rakan sekerja Hong Li mengesyaki bahawa kecacatan intrinsik dalam ZnO adalah faktor utama dalam prestasi yang lemah. Dengan membandingkan perbezaan sifat elektronik antara pelbagai bahan hibrid, mereka membuat kesimpulan bahawa kekosongan zink mengurangkan kecekapan penukaran dengan menghalang proses pemisahan caj pada antara muka antara bahan organik dan bukan organik.

Adalah diketahui bahawa ZnO mengamalkan peranan yang berbeza dalam heterojuncts pukal bergantung kepada jenis bahan organik dan arsitektur yang digunakan. Apabila dikombinasikan dengan penderma polimer atau molekul kecil seperti sexithienyl, ZnO menganggap peranan penerima elektron: ia mengambil atau "menerima" elektron dan meninggalkan lubang cas positif positif di dalam lapisan sexithienyl.

Apabila diapit di antara elektrod dan lapisan penerima penuh, ZnO membantu memindahkan elektron dari lapisan fullerena ke elektrod. Proses ini membolehkan penukaran cahaya matahari yang cekap menjadi elektrik.

Para penyelidik menggunakan simulasi komputer untuk memeriksa bagaimana zink kekosongan di permukaan zink oksida memberi kesan kedua-dua proses tersebut. Untuk helikopter pukal ZnO / sexithienyl, kekosongan zink di permukaan ZnO boleh menghalang pemindahan caj tempatan pada antara muka ZnO / sexithienyl dan juga boleh mencegah pemisahan caj yang cekap disebabkan oleh interaksi Coulomb yang kuat. Walau bagaimanapun, untuk antaramuka ZnO / fullerene, kekosongan tersebut tidak memberi kesan signifikan kepada proses pemindahan caj.

Atas sebab ini, heterojunct ZnO / organik yang dibangunkan setakat ini tidak cekap. Sebagai perbandingan, bagaimanapun, kekosongan zink mempunyai kesan negatif yang lebih tinggi terhadap ZnO / sexithienyl daripada antara muka ZnO / fullerene. Hasilnya mempunyai implikasi penting untuk pengembangan sel solar hibrid, yang mempunyai aplikasi dalam elektronik fleksibel dan peranti mudah alih.

"Apa yang kami pelajari dari penyiasatan kami ialah sejauh mana kecacatan di permukaan oksida logam yang mengendalikan seperti ZnO menentukan sifat elektronik keseluruhan dan akhirnya kecekapan peranti," kata Bredas. Beliau mencadangkan penemuan menunjukkan kemungkinan cara untuk meningkatkan kecekapan sel solar melalui pengubahsuaian permukaan.