Przeniesienie ładunku w ogniwach słonecznych czyli łączenie kropek
Tanie w produkcji ogniwa słoneczne bazujące na kropkach kwantowych, które można w łatwy sposób dostosować do pochłaniania różnych części widma światła słonecznego, są ciekawą opcją w dziedzinie fotowoltaiki. Czynnikiem mogącym ograniczać wydajność takich ogniw słonecznych jest zjawisko przeniesienia ładunku, co jest związane ze stratą energii na styku różnych materiałów. W ramach projektu POLYDOT (Control of the electronic properties in hybrid- quantum dot/polymer-materials for energy production) naukowcy pokonali trudności towarzyszące aktualnym metodom pozyskiwania szczegółowych informacji doświadczalnych na temat przenoszenia ładunku. Nowe zaawansowane metody badania procesów rekombinacji międzyfazowego przeniesienia ładunku obejmowały fotoindukowane przejście ładunku i fotoindukowane fotonapięcie przejściowe. To umożliwiło zespołowi POLYDOT zmierzenie rekombinacji ładunku w ogniwach słonecznych na bazie kropki kwantowej przy irradiancji 1 stałej słonecznej lub 100 mW/cm2 oraz zmierzenie zgromadzonego ładunku w różnych warunkach oświetlenia. Projekt POLYDOT rzucił więcej światła na dotąd ignorowane reakcje przeniesienia ładunku oraz ich wpływ na pewne parametry ogniw słonecznych. Na przykład, badacze oceniali wpływ reakcji rekombinacji nie bliźniaczej na końcowe napięcie w obwodzie otwartym oraz wpływ pól elektrycznych w dwuwarstwowych ogniwach z kropkami kwantowymi i organicznych półprzewodników, takich jak fuleren. Projekt pomógł w wyjaśnieniu reakcji przeniesienia ładunków, które kontrolują fotoprąd, fotonapięcie i współczynniki wypełnienia w urządzeniach. To dało możliwość rozpoznania związku między wydajnością urządzenia i mechanizmami przeniesienia ładunku, a w efekcie otrzymanie zoptymalizowanych ogniw słonecznych o wydajności konwersji bliskiej wartości maksymalnej.
Słowa kluczowe
Przeniesienie ładunku, ogniwa słoneczne, absorpcja światła, kropka kwantowa, POLYDOT
