Ladungstransfer in Solarzellen: Punkte verbinden
Solarzellen auf Basis von Quantenpunkten bieten eine attraktive Option für die Photovoltaik, da sie leicht unterschiedliche Teile des Sonnenspektrums absorbieren können und preiswert in der Herstellung sind. Der Wirkungsgrad solcher Solarzellen kann durch Ladungsübertragung beschränkt werden, die für Verluste an den Grenzflächen zwischen unterschiedlichen Materialien anfällig ist. Im Rahmen des Projektes POLYDOT (Control of the electronic properties in hybrid- quantum dot/polymer-materials for energy production) überwanden die Wissenschaftler die Schwierigkeiten, die bei aktuellen Methoden auftreten, um detaillierte experimentelle Informationen über Ladungstransfer zu erhalten. Die neuen fortschrittlichen Methoden zur Untersuchung der Grenzflächenladungstransfer-Rekombinationsprozesse umfassten photoinduzierte Ladungsextraktion und photoinduzierte transiente Photospannung. Dadurch konnte das POLYDOT-Team Ladungsrekombination in Quantenpunktsolarzellen bei 1 Sun oder 100 mW / cm2 Bestrahlungsstärke messen und die akkumulierte Ladung bei unterschiedlichen Beleuchtungsbedingungen messen. POLYDOT hat mehr Licht auf Ladungstransferreaktionen und deren Einfluss auf bestimmte Solarzellenparameter geworfen, die weitgehend übersehen worden. Zum Beispiel wurden die Auswirkungen von nicht-paarig angeordneten Rekombinationsreaktionen auf die End-Leerlaufspannung erkundet sowie die Auswirkungen von elektrischen Feldern in Bilayer-Zellen mit Quantenpunkten und organischen Halbleitermaterialien wie Fulleren. Die Projektarbeit trägt zu einem besseren Verständnis von Ladungstransferreaktionen bei, die den Fotostrom, die Fotospannung und die Füllfaktoren des Gerätes steuern. Diese ermöglichen die Identifizierung der Beziehung zwischen der Vorrichtungseffizienz und den Ladungsübertragungsmechanismen und schließlich lassen sich optimierte Solarzellen mit Wirkungsgraden herstellten, die in der Nähe des Maximalwertes liegen.
Schlüsselbegriffe
Ladungstransfer, Solarzellen, Lichtabsorption, Quantenpunkt, POLYDOT
