Pin mặt trời hữu cơ: Tổng quan

Journal of Materials Research - Tập 19 Số 7 - Trang 1924-1945 - 2004
Harald Hoppe1, Niyazi Serdar Sariçiftçi1
1Linz Institute for Organic Solar Cells (LIOS), Physical Chemistry, Johannes Kepler University, 4040, Linz, Austria

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

10.1002/1521-4095(200112)13:24<1871::AID-ADMA1871>3.0.CO;2-3

10.1016/S0379-6779(00)00912-7

10.1021/nl0257418

10.1016/S0040-6090(01)01577-2

10.1002/1616-3028(20021016)12:10<709::AID-ADFM709>3.0.CO;2-N

Nalwa, 1997, Handbook of Organic Conductive Molecules and Polymers, Vol. 1–4

10.1016/S0379-6779(02)01259-6

10.1063/1.368299

Riedel, 2004, Phys. Status Solidi A 201,

10.1016/j.tsf.2003.11.173

10.1063/1.1646435

10.1002/adfm.200304399

10.1063/1.1506385

10.1016/S0169-4332(02)00756-0

10.1039/b306630d

10.1016/S0379-6779(02)01059-7

10.1016/S0379-6779(03)00309-6

10.1063/1.1446988

10.1063/1.118344

Ganzorig, 2002, Organic Optoelectronic Materials, Processing and Devices, 83

10.1063/1.371859

10.1063/1.118575

10.1007/s003390201311

10.1007/s00339-003-2494-9

10.1016/S0040-6090(02)00586-2

10.1016/S1631-0705(02)01335-X

10.1002/(SICI)1521-4095(199906)11:8<605::AID-ADMA605>3.0.CO;2-Q

10.1103/PhysRevB.54.R14321

10.1063/1.1412270

10.1063/1.1429235

10.1016/j.tsf.2003.10.087

10.1063/1.1624636

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.

10.1016/j.synthmet.2003.10.021

10.1016/j.tsf.2003.11.044

10.1016/j.tsf.2003.11.026

10.1063/1.1522830

10.1016/S0379-6779(02)00198-4

10.1016/0038-092X(78)90035-X

10.1038/264349a0

10.1063/1.1490394

10.1038/nature01949

10.1002/1521-4095(200009)12:17<1270::AID-ADMA1270>3.0.CO;2-8

10.1002/(SICI)1521-4095(200002)12:3<189::AID-ADMA189>3.0.CO;2-2

10.1002/anie.200351647

10.1016/S0927-0248(99)00094-X

10.1016/S0927-0248(03)00137-5

Hoppe, 2004, Adv. Funct. Mater.

10.1002/adma.200304150

10.1016/S0040-6090(01)01589-9

10.1063/1.1713036

10.1038/26183

10.1038/376498a0

10.1021/jo00108a012

10.1016/S0379-6779(97)80058-6

10.1016/S0010-8545(98)00189-1

10.1063/1.108863

10.1016/0038-1098(92)90636-N

10.1103/PhysRevB.48.15425

10.1063/1.126991

10.1016/S0379-6779(02)01305-X

10.1103/PhysRevB.47.13835

10.1063/1.111885

10.1063/1.126433

Sze, 1981, Physics of Semiconductor Devices

10.1063/1.90099

10.1063/1.1456550

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.

10.1063/1.1662965

10.1038/nmat889

10.1063/1.1544413

10.1016/0379-6779(94)90215-1

10.1063/1.1394920

10.1063/1.373093

10.1103/PhysRevB.54.17628

10.1063/1.370757

10.1016/S0009-2614(98)00163-8

10.1016/S0009-2614(98)01217-2

10.1038/268226a0

10.1016/S0379-6779(97)80252-4

10.1063/1.115797

10.1016/S0379-6779(01)00576-8

10.1016/0379-6779(93)91088-J

10.1147/rd.451.0011

10.1016/S0927-0248(02)00369-0

10.1016/S0379-6779(02)01311-5

10.1007/978-3-662-05187-0

10.1063/1.1328059

10.1002/1616-3028(200110)11:5<374::AID-ADFM374>3.0.CO;2-W

10.1016/S0040-6090(01)01562-0

10.1016/S0927-0248(99)00097-5

10.1039/B305988J

10.1021/ma991631k

10.1016/S0927-0248(00)00013-1

10.1117/12.452453

10.1063/1.1532102

10.1103/PhysRevLett.79.3246

10.1016/S0379-6779(00)01307-2

10.1063/1.1570936

10.1103/PhysRevB.59.15346

10.1007/s00706-002-0555-y

10.1002/1521-4095(200011)12:22<1689::AID-ADMA1689>3.0.CO;2-9

10.1063/1.96937

10.1063/1.1586456

10.1002/adma.200390022

10.1063/1.368227

10.1063/1.104423

10.1063/1.1384001

10.1002/(SICI)1521-4095(199807)10:10<774::AID-ADMA774>3.0.CO;2-J

10.1038/35003535

Arici, 2004, Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology

10.1002/1616-3028(200108)11:4<255::AID-ADFM255>3.0.CO;2-I

10.1002/adma.19910030303

10.1016/S0379-6779(97)03823-X

10.1143/JJAP.41.2763

10.1063/1.324566

10.1016/S0379-6779(97)80251-2

10.1021/ja9941072

10.1002/adfm.200390024

Hadziioannou, 2000, Semiconducting Polymers,

10.1063/1.105039

10.1063/1.1345834

10.1016/S0379-6779(00)01504-6

10.1016/j.tsf.2003.10.085

10.1016/S0927-0248(00)00018-0

10.1016/S0927-0248(00)00022-2

10.1016/S0927-0248(99)00096-3

10.1016/S0040-6090(03)01348-8

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).

10.1063/1.119392

10.1002/adfm.200390011

10.1038/371141a0

10.1063/1.1620683

10.1038/353737a0

10.2109/jcersj1950.87.1003_169

10.1016/0379-6787(83)90039-X

10.1002/polb.10658

10.1038/35104607

10.1016/S0379-6779(96)04235-X

10.1063/1.124789

10.1002/1439-7641(20020916)3:9<795::AID-CPHC795>3.0.CO;2-A

10.1038/347539a0

10.1021/jp027101z

10.1063/1.1628826

10.1002/1521-4095(200009)12:18<1367::AID-ADMA1367>3.0.CO;2-Z

10.1111/j.1751-1097.1971.tb06156.x

10.1016/S1389-5567(03)00026-1

10.1002/1616-3028(200112)11:6<420::AID-ADFM420>3.0.CO;2-K

10.1016/S0009-2614(99)00824-6

10.1002/(SICI)1521-4095(200004)12:7<498::AID-ADMA498>3.0.CO;2-H

10.1103/PhysRevB.67.075205

10.1088/0957-4484/15/1/032

10.1063/1.1406148

10.1039/b203780g

10.1016/S0927-796X(02)00092-X

Sariciftci, 1997, Handbook of Organic Conductive Molecules and Polymers, 413

10.1002/adma.200390065

10.1063/1.354639

10.1038/44359

10.1063/1.1320022

10.1103/PhysRevLett.78.2184

10.1021/jp022507x

10.1063/1.1413501

10.1126/science.293.5532.1119

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

10.1103/PhysRevB.59.10885

Skotheim, 1986, Handbook of Conducting Polymers, Vol. 1-2

10.1126/science.1069156

10.1016/S1386-9477(02)00359-4

10.1016/j.orgel.2003.11.005

Skotheim, 1998, Handbook of Conducting Polymers

10.1016/S0379-6779(97)80207-X

10.1016/S0009-2614(01)01003-X

10.1063/1.430780

10.1007/978-0-387-21720-8

10.1016/S0379-6779(00)01239-X

Kim, 2004, Organic Photovoltaics IV,

10.1016/S1359-0286(02)00006-2

10.1063/1.352274

10.1126/science.258.5087.1474

10.1016/S0927-0248(99)00091-4

Loi, 2003, Long-lived photoinduced charge separation for solar cell applications in phthalocyanine-fulleropyrrolidine dyad thin films, J. Mater. Chem., 13, 700

10.1063/1.1323741

10.1016/S0040-6090(01)01584-X

10.1021/ja000160a

10.1557/mrs2002.145

10.1016/S0379-6779(00)01167-X

10.1117/12.452414

10.1002/adfm.200304361

10.1063/1.1616197

Milliron, 2002, Organic and Polymeric Materials and Devices—Optical, Electrical, and Optoelectric Properties, 725, 177

10.1063/1.364154

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

10.1126/science.270.5243.1789

10.1063/1.1521244

10.1111/j.1751-1097.1972.tb06297.x

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

10.1016/S0379-6779(00)00909-7

10.1063/1.1515362

10.1246/cl.1990.327

10.1063/1.1534621

10.1246/cl.1990.119

10.1016/S0040-6090(01)01586-3

10.1016/S0927-0248(99)00099-9

Sariciftci, 1997, Primary Photoexcitations in Conjugated Molecular Exciton versus Semiconductor Band Model;

10.1063/1.359792

10.1002/1616-3028(20021016)12:10<665::AID-ADFM665>3.0.CO;2-J

10.1016/j.polymer.2003.08.011

10.1016/S0040-6090(01)01585-1

10.1063/1.1384001

10.1002/1521-4095(20021203)14:23<1735::AID-ADMA1735>3.0.CO;2-O

10.1063/1.1457531

10.1103/PhysRevB.54.13748

10.1016/S1386-9477(02)00355-7

10.1103/PhysRevB.67.085202

10.1002/1616-3028(200102)11:1<15::AID-ADFM15>3.0.CO;2-A

Halls, 2001, Clean Electricity from Photovoltaics

10.1063/1.356350

Pope, 1999, Electronic Processes in Organic Crystals and Polymers, 10.1093/oso/9780195129632.001.0001

Thông tin
Thông tin xuất bản

Journal of Materials Research

Tập 19 Số 7

1924-1945

Thông tin tác giả