(Izquierda) Un espaciador óptico de ZnO visto bajo un microscopio de fuerza atómica. (Centro) La estructura del dispositivo de la célula solar de molécula pequeña. (Derecha) Rendimiento de la célula solar con y sin espaciador óptico. Crédito:Aung Ko Ko Kyaw, et al. © 2013 Sociedad Química Estadounidense
(Phys.org) —En el mundo de las células solares orgánicas, Los dispositivos basados en polímeros pueden estar actualmente en la parte superior, pero otros materiales orgánicos como las "moléculas pequeñas" también resultan prometedores. Aunque las células solares orgánicas de moléculas pequeñas actualmente tienen eficiencias más bajas que las células solares de polímero, generalmente son más fáciles de fabricar y su eficiencia está mejorando.
En un nuevo estudio, Los investigadores han demostrado que pueden aumentar la eficiencia de un tipo de célula solar orgánica de molécula pequeña del 6,02% al 8,94% simplemente ajustando el grosor de la capa activa e insertando un espaciador óptico entre la capa activa y un electrodo. La mejora de la eficiencia demuestra que las células solares de moléculas pequeñas tienen el potencial de competir con sus contrapartes poliméricas. que tienen eficiencias cercanas al 10%.
Los investigadores, dirigido por Alan J. Heeger en la Universidad de California en Santa Bárbara, han publicado su artículo sobre la mejora de la eficiencia en las células solares de moléculas pequeñas en un número reciente de Nano letras .
Como explican los científicos en su artículo, Las células solares orgánicas de molécula pequeña tienen varias ventajas sobre las células solares de polímero orgánico:síntesis relativamente simple, alta movilidad del portador de carga, partículas de tamaño similar (monodispersidad), y mejor reproducibilidad, entre otros. Sin embargo, Las células solares de moléculas pequeñas han alcanzado hasta ahora eficiencias máximas de aproximadamente el 8%, quedando algo por detrás de los mejores dispositivos de polímero.
Al demostrar cómo unos pocos cambios simples pueden aumentar la eficiencia de un tipo de célula solar orgánica de molécula pequeña en casi un 50%, Los científicos aquí han demostrado que estos dispositivos todavía tienen el potencial de grandes mejoras.
Ajustar el grosor de la capa activa e insertar un espaciador óptico de óxido de zinc entre la capa activa y el electrodo metálico permite que la capa activa recolecte más luz. aumento de la absorción óptica. La inserción del espaciador óptico coloca la capa activa en una posición más favorable dentro del campo eléctrico óptico dentro de la celda. Como explicaron los científicos, el espaciador óptico contribuye a una mayor absorción de luz de tres formas:aumentando la eficiencia de recogida de carga, sirviendo como una capa de bloqueo para los agujeros, y reducir la tasa de recombinación.
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