Pin mặt trời hữu cơ: Tổng quan
Tóm tắt
Nghiên cứu về pin mặt trời hữu cơ đã phát triển trong vòng 30 năm qua, nhưng đặc biệt trong thập kỷ qua, nó đã thu hút sự quan tâm khoa học và kinh tế do sự gia tăng nhanh chóng về hiệu suất chuyển đổi năng lượng. Thành tựu này đạt được nhờ việc giới thiệu các vật liệu mới, cải tiến kỹ thuật vật liệu và cấu trúc thiết bị tinh vi hơn. Hiện nay, hiệu suất chuyển đổi năng lượng mặt trời vượt quá 3% đã được thực hiện với một số khái niệm thiết bị. Mặc dù hiệu suất của các thiết bị hữu cơ dạng màng mỏng này chưa đạt đến mức của các đối thủ vô cơ (η ≈ 10–20%); triển vọng sản xuất rẻ (sử dụng, ví dụ, quy trình cuộn-cuộn) thúc đẩy sự phát triển của các thiết bị quang điện hữu cơ theo cách năng động. Hai kỹ thuật sản xuất cạnh tranh được sử dụng ngày nay là xử lý dung dịch ướt hoặc bay hơi nhiệt khô của các thành phần hữu cơ. Lĩnh vực pin mặt trời hữu cơ đã hưởng lợi nhiều từ sự phát triển của đi-ốt phát sáng dựa trên công nghệ tương tự, đã gia nhập thị trường gần đây. Chúng tôi xem xét hiện trạng hiện tại của lĩnh vực pin mặt trời hữu cơ và thảo luận về các công nghệ sản xuất khác nhau cũng như nghiên cứu các thông số quan trọng để cải thiện hiệu suất của chúng.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Nalwa, 1997, Handbook of Organic Conductive Molecules and Polymers, Vol. 1–4
Riedel, 2004, Phys. Status Solidi A 201,
Ganzorig, 2002, Organic Optoelectronic Materials, Processing and Devices, 83
117. Aernouts T. , Vanlaeke P. , Geens W. , Poortmans J. , Heremans P. , Borghs S. , and Mertens R. : The influence of the donor/acceptor ratio on the performance of organic bulk heterojunction solar cells, presented at the E-MRS Spring Meeting, Strasbourg, France, 2003.
Hoppe, 2004, Adv. Funct. Mater.
Sze, 1981, Physics of Semiconductor Devices
28. Meissner D. , Siebentritt S. , and S. Günster: Charge carrier photogeneration in organic solar cells, presented at the International Symposium on Optical Materials Technology for Energy Efficiency and Solar Energy Conversion XI: Photovoltaics, Photochemistry and Photoelectrochemistry, Toulouse, France, 1992.
Arici, 2004, Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology
Hadziioannou, 2000, Semiconducting Polymers,
116. Geens W. , Shaheen S.E. , Brabec C.J. , Poortmans J. , and Sariciftci N.S. : Field-effect mobility measurements of conjugated polymer/fullerene photovoltaic blends, presented at the 14th International Winterschool/Euroconference, Kirchberg, Austria, 2000 (AIP).
Sariciftci, 1997, Handbook of Organic Conductive Molecules and Polymers, 413
Bach, 1998, Solid-state dye-sensitized mesoporous TiO2 solar cells with high photon-to-electron conversion efficiencies, Nature, 395, 583, 10.1038/26936
Dresselhaus, 1996, Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes
Skotheim, 1986, Handbook of Conducting Polymers, Vol. 1-2
Skotheim, 1998, Handbook of Conducting Polymers
Kim, 2004, Organic Photovoltaics IV,
Loi, 2003, Long-lived photoinduced charge separation for solar cell applications in phthalocyanine-fulleropyrrolidine dyad thin films, J. Mater. Chem., 13, 700
Milliron, 2002, Organic and Polymeric Materials and Devices—Optical, Electrical, and Optoelectric Properties, 725, 177
Gao, 1997, Efficient photodetectors and photovoltaic cells from composites of fullerenes and conjugated polymers: Photoinduced electron transfer, Synth. Met., 84, 979, 10.1016/S0379-6779(96)04240-3
192. Niggemann M. , B. Bläsi, Gombert A. , Hinsch A. , Hoppe H. , Lalanne P. , Meissner D. , and Wittwer V. : Trapping light in organic plastic solar cells with integrated diffraction gratings, presented at the 17th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Munich, Germany, 2001.
Marks, 1994, The photovoltaic response in poly(p-phenylene vinylene) thin-film devices, J. Phys.: Condens. Matter., 6, 1379
Sariciftci, 1997, Primary Photoexcitations in Conjugated Molecular Exciton versus Semiconductor Band Model;
Halls, 2001, Clean Electricity from Photovoltaics