La corrente lenta limita l'efficienza solare organica

Gli scienziati dell'Università di Tecnologia di Chemnitz stanno sviluppando celle solari organiche stampabili e stampabili in termini di costi, ma il movimento di elettroni lenti causa resistenza al trasporto, riducendo la produzione di energia e la loro ultima ricerca scopre le sue cause alla radice e le potenziali soluzioni per migliorare le prestazioni.



I ricercatori dell'Università di Tecnologia di Chemnitz, guidati dal prof. Dr. Carsten Deibel, stanno avanzando lo sviluppo di celle solari organiche utilizzando nuovi semiconduttori e processi di stampa stabiliti.Queste celle solari leggere ed economiche offrono un'alternativa promettente ai tradizionali moduli di silicio cristallino.La loro efficienza è ostacolata da un trasporto di carica lento, limitando la produzione complessiva.

A differenza dei pannelli solari convenzionali, le celle solari organiche sono prodotte utilizzando un "inchiostro" stampabile, creando uno strato di assorbimento della luce disordinato.Questo disturbo rallenta significativamente il movimento di elettroni e buchi, aumentando la resistenza al trasporto, un fattore importante che riduce l'efficienza.La resistenza ai trasporti porta a vettori di carica che si mettono a modo loro, abbassando il fattore di riempimento e la potenza generale.

Per approfondire la loro comprensione di questo problema, Deibel e Saladina hanno condotto ampi studi su diversi progetti di cellule solari organiche.Analizzando le caratteristiche di tensione corrente sotto illuminazione, hanno valutato come la generazione di carica, la ricombinazione e il trasporto interagiscono per avere un impatto sull'efficienza di conversione dell'energia.I loro risultati sono stati quindi confrontati con il metodo SUNS-VOC, che costruisce una curva di tensione di corrente alternativa non influenzata dalla resistenza al trasporto.

I risultati indicano che nonostante la resistenza al trasporto sia un fattore limitante significativo, non ci sono ostacoli fondamentali per raggiungere celle solari organiche stampate ad alta efficienza.Il trasporto di addebito è migliorato nel corso degli anni, ma il collegamento esatto tra perdite dei fattori di riempimento e resistenza al trasporto è rimasto poco chiaro.Un follow-up, ricercatori di varie università tedesche, esplora ulteriormente le origini fisiche della resistenza ai trasporti.Sottolineano che oltre la ricombinazione, anche la forma della densità degli stati nei materiali organici svolge un ruolo cruciale.