Estudio de las contribuciones de las fotoexcitaciones del donante y del aceptor al voltaje de circuito abierto en celdas solares orgánicas de heterounión a granel
Autores: Yeboah, Douglas; Singh, Jai
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2017
Acceso abierto
Artículo científico
2017
Estudio de las contribuciones de las fotoexcitaciones del donante y del aceptor al voltaje de circuito abierto en celdas solares orgánicas de heterounión a granel
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Eficiencia de conversión de energía
Heterounión a granel
Células solares orgánicas
Voltaje de circuito abierto
Donante
Aceptor
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
Uno de los parámetros clave para determinar la eficiencia de conversión de potencia (PCE) de las células solares orgánicas (OSCs) de heterounión a granel (BHJ) es el voltaje de circuito abierto. Los procesos de excitación de los materiales donantes y aceptores individualmente en una OSC BHJ son investigados y se encuentran dos expresiones diferentes para . Utilizando las contribuciones de los niveles quasi-Fermi de electrones y huecos y las concentraciones de portadores de carga, se derivan las dos expresiones diferentes como funciones de la energética de los materiales donantes y aceptores y las concentraciones de portadores de carga foto-generados, y se calculan para un conjunto de mezclas donante-aceptor. También se considera la excitación simultánea de ambos materiales donantes y aceptores y se deriva la correspondiente , que es diferente de las dos anteriores. Se encuentra que el calculado a partir de la fotoexcitación del donante es algo comparable al obtenido a partir de la fotoexcitación del aceptor en la mayoría de las combinaciones de materiales donantes y aceptores considerados aquí. También se encuentra que el calculado a partir de las excitaciones simultáneas de donante y aceptor en las OSC BHJ es comparable con las otras dos . Los tres así derivados producen resultados similares y concuerdan razonablemente bien con los valores medidos. Los tres dependen linealmente de la concentración de los portadores de carga fotoexcitados y, por lo tanto, de la intensidad de la luz incidente, lo cual concuerda con los resultados experimentales. Se espera que los resultados de este estudio ayuden a encontrar materiales que puedan producir una PCE más alta y, por lo tanto, mejorada en las OSC BHJ.
Descripción
Uno de los parámetros clave para determinar la eficiencia de conversión de potencia (PCE) de las células solares orgánicas (OSCs) de heterounión a granel (BHJ) es el voltaje de circuito abierto. Los procesos de excitación de los materiales donantes y aceptores individualmente en una OSC BHJ son investigados y se encuentran dos expresiones diferentes para . Utilizando las contribuciones de los niveles quasi-Fermi de electrones y huecos y las concentraciones de portadores de carga, se derivan las dos expresiones diferentes como funciones de la energética de los materiales donantes y aceptores y las concentraciones de portadores de carga foto-generados, y se calculan para un conjunto de mezclas donante-aceptor. También se considera la excitación simultánea de ambos materiales donantes y aceptores y se deriva la correspondiente , que es diferente de las dos anteriores. Se encuentra que el calculado a partir de la fotoexcitación del donante es algo comparable al obtenido a partir de la fotoexcitación del aceptor en la mayoría de las combinaciones de materiales donantes y aceptores considerados aquí. También se encuentra que el calculado a partir de las excitaciones simultáneas de donante y aceptor en las OSC BHJ es comparable con las otras dos . Los tres así derivados producen resultados similares y concuerdan razonablemente bien con los valores medidos. Los tres dependen linealmente de la concentración de los portadores de carga fotoexcitados y, por lo tanto, de la intensidad de la luz incidente, lo cual concuerda con los resultados experimentales. Se espera que los resultados de este estudio ayuden a encontrar materiales que puedan producir una PCE más alta y, por lo tanto, mejorada en las OSC BHJ.