Organisk Semitransparent Photovoltaic EnergiOmformare (OSPEC) - En Grön Lösning till Dagens EnergiBehov

Professor Xiaomei Jiang, Nanostructure OptoelectronicsLabb, Avdelning av Fysik, Universitetar av Södra Florida
Motsvarande författare: xjiang@cas.usf.edu

Organiska sol- celler eller den organiska photovoltaicsen som (OPV) baseras på konjugerade polymrer (e.g., poly-3-hexylthiophene, P3HT) och fullerenederivata (e.g., [6,6] - butyric syrlig methyl ester för phenyl C61, PCBM) har tilldragit uppmärksamhet över de förgångna årtiondena, därför att de kan ge eneffektiv rutt till brett bruk av sol- energi för elektriskt, driver utvecklingen. 1-3

Dessa organiska halvledare har fördelen av att vara chemically böjliga för materiella ändringar, såväl som mekaniskt böjligt för det presumtivt av låg-kosta, det stora fjäll som bearbetar liksom avskärma-printing eller besprutar på böjliga substrates. Världens nästa generation av microelectronics kan domineras av ”plast- elektronik”, och organiska sol- celler förväntas för att leka en viktig roll i dessa framtida teknologier. Figurera shows 1 begreppsmässigt dra av böjlig OPV-samling (övrepanel) och den faktiska apparaten på den ÄLSKLINGS- substraten (lägre panel)4.

Figurera 1. Begreppsmässigt dra av böjlig OPV-samling (övrepanel) och den faktiska apparaten på den ÄLSKLINGS- substraten (den lägre panelen)

Det photovoltaic processaa i organiska sol- cellapparater består av på varandra följande fyra bearbetar: tända absorbering, excitondissociation, laddningstransport och laddningssamlingen: absorbering av en foton skapar en begränsad exciton (elektron-spela golfboll i hål parar). Excitonen sprider ut till ha kontakt av två olika delar, var excitondissociation eller laddningsavskiljandet uppstår som följs av flyttning för realitetladdningar (spela golfboll i hål), till anoderna, och negationen laddar (elektroner) till katoden. Figurera 2 visar hur elektricitet frambrings i OPV-apparat.

Figurera 2. Hur elektricitet frambrings i organisk photovoltaics (OPV)apparat.

Flera parametrar bestämmer kapaciteten av en sol- cell, namely, dengå runt spänningen (Voc), kortsluter ström (Isc), och denkallade påfyllningen dela upp i faktorer (FF). Overallen driver η för omvandlingseffektivitet definieras som η = (FF)•,(DROPPscoc) /P.m Över det förgångna årtiondet har OPV-effektivitet markant förbättrats till över 5% i singelcell3,5 och 1% i underenheter som5 varar skyldig till en bättre överenskommelse av apparatfysik, optimization av apparaten som iscensätter, och utvecklingar av nya material2,3,6.

Emellertid framkallas mest av sådan OPV-apparater i laboratorium med processaa gällande snurrande-täcka för fabricering för photoactive lagrar, och bruket av kicken dammsuger för att sätta in katoden. Denna konventionella teknik begränsar det verkliga potentiellt av OPV i reklamfilm marknadsför: låg-kosta fabriks-, den processable lösningen, och kickproduktionen klassar7.

För en tid sedan har värld-sned boll forskningförsök varit på att framkalla den genomskinliga kontakten som baseras på ändrat poly (3,4ethylenedioxythiophene): poly (styrenesulfonate) (PEDOT: Lösning för PSS)8. Avskärma printing, bläckstråleprinting, och bespruta9 har visats10 mestadels i11 OPV-singelceller För stor fjällproduktion.

Organisk Semitransparent Photovoltaic EnergiOmformare eller förkortat, som OSPEC är ett krimskrams, sedan det sammanslutningar tre särdrag av OPV: den processable lösningen, dammsuger fritt och storskaligt kompatibelt. OSPEC använder en special sprejteknik som framkallas av forskare i Nanostructure OptoelectronicsLabb i USF som blir partner med med den Nya EnergiTeknologier, Inc och Florida Kicken - techKorridor, för att fabricera OPV-enheter med genomskinliga kontakter12. Figurera shows 3a en samling för arbete OSPEC, och 3b är dess ström-spänning kännetecken. Overallen driver omvandlingseffektivitet är 0,42% under 1 sunirradiance.

Figurera 3. (a) Samling för Arbete OSPEC, (b) dess ström-spänning kännetecken.

OSPEC är ”en grön” lösning för dagens energibehov. Den har olika applikationer bestämt i byggnad integrerade photovoltaic produkter. Mest konventionella sol- celler göras upp av silikonrån, en bräcklig täckande vikt som begränsar hur de kan användas. För anföra som exempel, på fönsterteknologi var stordian är ett nyckel- utfärdar, OSPEC kan göras semitransparent; vidare mer, OSPEC utför bättre än sol- celler för silikoner under omgivande ljust13, som erbjuder nya tillfällen för inomhus applikationer.


Hänvisa till

1. G. Yu, J. Gao, J.C. Hummelen, F. Wudl och A.J. Heeger, Vetenskap 270, 1789 (1995).
2. S.E. Shaheen, C.J. Brabec, N.S. Sariciftci, F. Padinger, T. Fromherz och J.C. Hummelen, Appl. Phys. Lett. 78 841 (2001).
3. 15W. Mor, C. Yang, X. Gong, K. Lee och A.J. Heeger, Adv. Funct. Mater. 15 1617 (2005).
4. J. Förar Journal över Lewis, J. Zhang och X. Jiang, Fabricering av organisk sol- samling för applikationer i microelectromechanical system, av Förnybar och Hållbar Energi 1, Vol. 1 (2009).
5. Martin A. Göra Grön, Keith Emery, Y. Hishikawa och W. Warta, Prog. Photovolt: Res. Appl. 2008; 16:435-440 Sol- CellEffektivitet Bordlägger (Version 32),
6. Y. Liang, Y. Wu, D. Feng, S. Tsai, H. Son, G. Li och L. Yu, Utveckling av Nya Semiconducting Polymrer för Sol- Celler för KickKapacitet, J.-FÖRMIDDAG. CHEM. SOC. 2009 131, 56-57.
7. F.C. Krebs ”Fabricering och bearbeta av sol- celler för polymer: En granska av printing och Material & Sol- Celler 93 för Energi för täckatekniker” Sol- (2009) 394-412
8. Huang et.al. Adv. Mater. 20 415, 2008,
9. Shaheen et.al. APL 79, 2996, 2001
10. T. Aernouts, a_ T. Aleksandrov, C. Girotto, J. Genoe och J. Poortmans, Polymer som baserade organiska sol- celler som använder bläckstrålar, skrivev ut aktivlagrar, APPLICERAD FYSIK, MÄRKER 92, 033306 (2008)
11. Lim et.al. APL. 93 193301, 2008
12. Preliminärt patent för US nr. 12/630,398.
13. X.Jiang et.al., unpublished arbete; Proc. Av IEEE Vol 93, No.8, 1429(2005); A.Jäger-Waldau Institutet ”, för PV-statusrapporten 2003” för miljön och sustainabilityen, Eur. Kommission 2003

Ta Copyrightt på AZoNano.com, Professorn Xiaomei Jiang (Universitetar av Södra Florida)

Date Added: Dec 20, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:46

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit