Rumah > Berita > Konten
Sel Surya Hibrida Memiliki Aplikasi Dalam Perangkat Elektronik Dan Perangkat Portabel Fleksibel
Nov 03, 2018

Memahami dampak cacat permukaan menjadi dasar peningkatan efisiensi sel surya organik / anorganik hibrida.

               Sel surya hibrida memanfaatkan antarmuka yang terdiri dari lapisan bahan organik dan anorganik untuk mengubah sinar matahari menjadi listrik. Seng oksida (ZnO) adalah pilihan yang populer untuk bahan anorganik karena murah, tidak beracun dan tersedia.

Namun, efisiensi konversi sel surya hibrida menggunakan heterojunctions massal ZnO / organik-donor saat ini sangat rendah - hanya 2 persen ketika ZnO dicampur menjadi bahan donor organik. Di sisi lain, efisiensi 6,1 persen yang layak telah tercapai ketika ZnO digunakan sebagai lapisan terjepit di antara elektroda dan lapisan polimer atau akseptor molekul kecil.

Jean-Luc Bredas dari Pusat Penelitian Teknik Solar & Fotovoltaik KAUST dan rekan Hong Li menduga bahwa cacat intrinsik di ZnO adalah faktor kunci dalam kinerja yang buruk. Dengan membandingkan perbedaan dalam sifat elektronik antara berbagai bahan hibrida, mereka menyimpulkan bahwa kekosongan seng mengurangi efisiensi konversi dengan menghambat proses pemisahan muatan pada antarmuka antara bahan organik dan anorganik.

Telah diketahui bahwa ZnO mengadopsi peran yang berbeda dalam heterojunctions massal tergantung pada jenis bahan organik dan arsitektur yang digunakan. Ketika dicampur dengan polimer atau donor kecil-molekul seperti sexithienyl, ZnO mengasumsikan peran akseptor elektron: ia mengambil atau "menerima" elektron dan meninggalkan lubang bermuatan positif di belakang dalam lapisan sexithienyl.

Ketika terjepit di antara elektroda dan lapisan penerima fullerene, ZnO membantu memindahkan elektron dari lapisan fullerene ke elektroda. Proses-proses ini memungkinkan konversi sinar matahari menjadi listrik secara efisien.

Para peneliti menggunakan simulasi komputer untuk menguji bagaimana kekosongan seng pada permukaan seng oksida berdampak pada dua proses ini. Untuk ZnO / sexithienyl bulk heterojunction, lowongan seng di permukaan ZnO dapat menghambat transfer muatan lokal pada antarmuka ZnO / sexithienyl dan juga dapat mencegah pemisahan muatan yang efisien karena interaksi Coulomb yang kuat. Namun, untuk antarmuka ZnO / fullerene, lowongan seperti itu tidak berdampak signifikan pada proses transfer biaya.

Untuk alasan ini, heterojunctions ZnO / organik yang dikembangkan sejauh ini tidak efisien. Sebagai perbandingan, bagaimanapun, lowongan seng memiliki dampak negatif yang secara signifikan lebih tinggi pada ZnO / sexithienyl daripada pada antarmuka ZnO / fullerene. Hasilnya memiliki implikasi penting untuk pengembangan sel surya hibrida, yang memiliki aplikasi dalam elektronik fleksibel dan perangkat portabel.

"Apa yang kami pelajari dari penyelidikan kami adalah sejauh mana cacat pada permukaan melakukan oksida logam seperti ZnO menentukan sifat elektronik secara keseluruhan dan akhirnya efisiensi perangkat," kata Bredas. Dia menyarankan temuan menunjukkan kemungkinan cara untuk meningkatkan efisiensi sel surya melalui modifikasi permukaan.