n a world of ever-increasing energy demands and the need for
renewable energy resources, photovoltaics are becoming an
increasingly appealing option for energy production (1). Organic
photovoltaic (OPV) cells (2–8) offer a potential alternative to
conventional Si solar cells, as exemplified by (i) dye-sensitized
(9), (ii) polymer (10), and (iii) small-molecule (11) cells. Of
these, polymer cells offer the combined attraction of low cost,
light weight, mechanical flexibility, and amenability to manufacture
by high-throughput, low-cost, large-area reel-to-reel
coating processes. It is estimated that such solar cells could be
commercially viable if power conversion efficiencies (PCEs) on
the order of 10% were achieved (12). To date, the highest PCE
polymer solar cells have been fabricated with an active layer
composed of a blend of regioregular poly(3-hexylthiophene)
(P3HT) (13) and the fullerene derivative [6,6]-phenyl-C61 butyric
acid methyl ester (PCBM) (14) (Fig. 1). The P3HT
PCBM blend forms a phase-separated ‘‘bulk-heterojunction’’
(BHJ) nanostructure that provides a large interfacial area for
exciton dissociation. When photo-excited, the P3HT network
acts as an electron donor and transporter of holes to the cell
anode, while the PCBM network acts as an electron acceptor and
transporter of electrons to the cell cathode (10, 15–19). While
one materials limitation of this BHJ design is doubtless the less
than optimum match of the narrow P3HT:PCBM optical absorption
to the solar spectrum (12), it is also likely that the
multiple, poorly understood interfaces represent a significant
and generic performance constraint to this type of solar cell.
Nanoscale ‘‘engineering’’ of the anode–organic interface has
been successfully implemented in organic light-emitting diodes
(OLEDs) for enhancing electrode–organic interfacial physical
and electrical contact, resulting in reduced turn-on voltage,
blocking of misdirected carriers, enhanced thermal durability,
and increased current/power efficiency (20–24). In BHJ OPVs,
interfacial effects probably limit realization of the maximum
theoretical open-circuit voltage (Voc). It is generally thought that
the magnitude of Voc parallels the energetic difference between
the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the BHJ
n โลกของความต้องการใช้พลังงานที่เพิ่มมากขึ้นและความต้องการ
ทรัพยากรพลังงานทดแทนเซลล์สุริยะจะกลายเป็น
มากขึ้นเลือกที่น่าสนใจเพื่อผลิตพลังงาน ( 1 ) เซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์
( opv ) เซลล์ ( 2 – 8 ) เสนอทางเลือกที่มีศักยภาพ
ปกติศรี เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสุดขั้วโดย ( ผม )
( 9 ) , ( ii ) พอลิเมอร์ ( 10 ) และ ( 3 ) โมเลกุลเล็ก ( 11 ) เซลล์ ของ
เหล่านี้พอลิเมอร์เซลล์เสนอสถานที่รวมของค่าใช้จ่ายต่ำ น้ำหนักเบา มีความยืดหยุ่นเชิงกล
, ,
amenability ผลิตโดยเร็วสูง ต้นทุนต่ำ ใหญ่ - รีล reel กระบวนการ
เคลือบ มันคือประมาณว่าเซลล์แสงอาทิตย์ดังกล่าวสามารถ
ในเชิงพาณิชย์ถ้าประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน ( pces )
สั่ง ร้อยละ 10 ได้ ( 12 ) วันที่ ,
พีซีสูงสุดเซลล์แสงอาทิตย์พอลิเมอร์ได้รับการประดิษฐ์ที่มีใช้งานชั้น
ประกอบด้วยการผสมผสานของ regioregular พอลิ 3-hexylthiophene )
( p3ht ) ( 13 ) และฟลูเลอรีนอนุพันธ์ [ 6 , 6 ] - phenyl-c61 butyric
กรดเมทิลเอสเทอร์ ( pcbm ) ( 14 ) ( รูปที่ 1 ) การ p3ht
pcbm ผสมผสานรูปแบบเฟสแยก ' 'bulk-heterojunction ' '
( bhj ) โครงสร้างนาโนที่มีพื้นที่ขนาดใหญ่สำหรับการ exciton (
.เมื่อภาพตื่นเต้น , p3ht เครือข่าย
ทำตัวเป็นอิเล็กตรอนขนส่งและหลุมไปยังเซลล์
แอโนด ในขณะที่ pcbm เครือข่ายทำหน้าที่เป็นอิเล็กตรอนและอิเล็กตรอนเพื่อขนย้ายพระนาสิก
เซลล์แคโทด ( 10 , 15 และ 19 ) ในขณะที่
ข้อจำกัดหนึ่งของการออกแบบวัสดุ bhj แน่นอนน้อยกว่า
กว่าราคาที่เหมาะสมของ p3ht แคบ : pcbm การดูดกลืนแสง
กับสเปกตรัมพลังงานแสงอาทิตย์ ( 12 )นอกจากนี้ยังมีโอกาสที่
หลาย ไม่ค่อยเข้าใจระบบแสดงสถิติ
และทั่วไป ประสิทธิภาพข้อจำกัดของโซล่าเซลล์ชนิดนี้ 'engineering
nanoscale ' ' ' ของแอโนด–อินทรีย์แบบมี
เรียบร้อยแล้วใช้ไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์
( oleds ) เพื่อเพิ่มไฟฟ้า–อินทรีย์ ( ทางกายภาพ
ติดต่อไฟฟ้าลดลงส่งผลให้เปิดแรงดัน
บล็อกผิดเป็นพาหะเพิ่มความทนทานความร้อนและเพิ่มประสิทธิภาพ พลังงาน ปัจจุบัน /
( 20 – 24 ) ใน opvs bhj , อาจก่อให้เกิดผล ( จำกัดสูงสุด
แรงดันเปิดวงจรเชิงทฤษฎี ( VOC ) มันเป็นโดยทั่วไปคิดว่า
ขนาดของ VOC เปรียบเทียบความแตกต่างระหว่าง
แข็งขันสูงสุดครอบครองโมเลกุลโคจร ( ตุ๊ด ) ของ bhj
การแปล กรุณารอสักครู่..
