Вплив відпалу на оптоелектронні характеристики сонячних елементів P3HT/PCBM, що містять наночастинки Au і CuO

Автори Aruna P. Wanninayake
Приналежність

Department of Physics and Electronics, University of Kelaniya, Kelaniya, Sri Lanka

Е-mail
Випуск Том 13, Рік 2021, Номер 4
Дати Одержано 09 березня 2021; у відредагованій формі 03 серпня 2021; опубліковано online 20 серпня 2021
Посилання Aruna P. Wanninayake, Ж. нано- електрон. фіз. 13 № 4, 04016 (2021)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.13(4).04016
PACS Number(s) 84.60.Jt, 85.60.Bt
Ключові слова Плазмонний ефект, Термічний відпал (5) , PSCs, P3HT (2) , PCBM, PCE (6) .
Анотація

Перетворення сонячної енергії в електричну за допомогою наноструктурованих органічних/неорганічних гібридних напівпровідників є одним з найкращих рішень сьогоднішньої енергетичної кризи. Зокрема, дослідники зосереджуються на мультитехніках для підвищення ефективності перетворення енергії полімерних сонячних елементів, включаючи термічний відпал та додавання наночастинок (NPs) оксиду металу або перехідного металу в активний шар полімерних сонячних елементів (PSCs). Конструктивні підходи до термічного відпалу спрямовані на покращення нанорозмірної морфології та оптичних властивостей активного шару. Впровадження металевих NPs базується на ефекті локалізованого поверхневого плазмонного резонансу (LSPR), який може бути використаний для посилення оптичного поглинання у фотоелектричних приладах. Тим часом NPs перехідного металу, такі як NPs оксиду міді (CuO) в активному шарі, відіграють ключову роль як центри акумулювання світлової енергії, центри стрибків заряджених частинок і проявники морфології поверхні, що дозволяє значно зменшити фізичну товщину шарів, які поглинають сонячну енергію. У дослідженні термічний відпал було використано для оптимізації ефективності перетворення енергії PSCs з об'ємними гетеропереходами P3HT/PC70BM, синтезованих шляхом включення наночастинок золота та наночастинок оксиду міді. Тепловий відпал збільшив ефективність перетворення енергії PSCs до 48,3 % порівняно з еталонним елементом. Оптимальна густина струму короткого замикання (Jsc) елементів склала 8,704 мА/см2 порівняно із густиною 5,838 мА/см2 в еталонному елементі; тим часом зовнішня квантова ефективність (EQE) зросла з 44 до 64 %.

Перелік посилань