Långsam strömgränser Organisk soleffektivitet

Forskare vid Chemnitz University of Technology utvecklar kostnadseffektiva, utskrivbara organiska solceller, men långsam elektronrörelse orsakar transportmotstånd, minskar kraftproduktionen och deras senaste forskning avslöjar dess grundorsaker och potentiella lösningar för förbättrad prestanda.



Forskare vid Chemnitz University of Technology, ledd av professor Dr. Carsten Deibel, främjar utvecklingen av organiska solceller med nya halvledare och etablerade tryckprocesser.Dessa lätta och kostnadseffektiva solceller erbjuder ett lovande alternativ till traditionella kristallina kiselmoduler.Deras effektivitet hindras av långsam laddningstransport, vilket begränsar den totala effektutgången.

Till skillnad från konventionella solpaneler tillverkas organiska solceller med hjälp av ett utskrivbart "bläck", vilket skapar ett ostört lättabsorberande lager.Denna störning bromsar avsevärt rörelsen av elektroner och hål, vilket ökar transportmotståndet, en viktig faktor som minskar effektiviteten.Transportmotstånd leder till laddningsföretag som kommer på sitt eget sätt och sänker påfyllningsfaktorn och den totala kraften.

För att fördjupa deras förståelse för denna fråga genomförde Deibel och Saladina omfattande studier på olika organiska solcellsdesign.Genom att analysera strömspänningsegenskaper under belysning bedömde de hur laddningsgenerering, rekombination och transport interagerar för att påverka kraftomvandlingseffektiviteten.Deras resultat jämfördes sedan med Suns-Voc-metoden, som konstruerar en alternativ strömspänningskurva som inte påverkas av transportmotstånd.

Resultaten indikerar att trots att transportmotstånd är en betydande begränsande faktor finns det inga grundläggande hinder för att uppnå högeffektivt tryckta organiska solceller.Laddningstransporten har förbättrats under åren, men den exakta kopplingen mellan fyllningsfaktorförluster och transportmotstånd förblev oklart.En uppföljning, forskare från olika tyska universitet, undersöker vidare det fysiska ursprunget till transportmotstånd.De framhäver att utöver rekombinationen spelar formen på densiteten hos tillstånd i organiska material också en avgörande roll.