| Abstract |
Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η κατασκευή Οργανικών Φωτοβολταΐκών Κελιών (Organic Solar Cells, OSCs) με βελτιωμένη επίδοση. Ειδικότερα, το υλικό (3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate) (PEDOT:PSS) που χρησιμοποιείται συμβατικά στα OSCs ως transport Layer (HTL)
και παράλληλα ως electron blocking layer (EBL) υπόκεινται σε κατεργασία με αποτέλεσμα τον συντονισμό των ιδιοτήτων του (οπτικο-ηλεκτρικές ιδιότητες, ενεργειακά επίπεδα κλπ) και κατ’ επέκταση την βελτίωση της επίδοσης της φωτοβολταΐκής συσκευής. Η κατεργασία του PEDOT:PSS πραγματοποιείται με μία μέθοδο δυο βημάτων: α) Η άμεση ενσωμάτωση του συμπολυμερούς tetrafluoroethylene-perfluoro-3,6-dioxa-4-methyl-7-octene-sulfonic acid (PFI) και β) καταβύθιση σε λουτρό dimethyl sulfoxide (DMSO). Η βέλτιστη μέθοδος κατασκευής φωτοβολταΐκής συσκευής διερευνήθηκε μετρώντας και συγκρίνοντας τα χαρακτηριστικά: Πυκνότητα ρεύματος κλειστού κυκλώματος (JSC), τάση ρεύματος ανοιχτού κυκλώματος (VOC), παράγοντας πλήρωσης (FF), και απόδοση μετατροπής ρεύματος (PCE). Οι παραπάνω μετρήσεις λαμβάνονται με χρήση προσομοιωτή ηλιακής ακτινοβολίας. Στη συνέχεια μετρήθηκε η τιμή της κινητικότητας οπών (μh) για κάθε συσκευή, διερευνήθηκε η μορφολογία του κάθε HTL χρησιμοποιώντας Atomic Force Spectroscopy (AFM) και, τέλος, μετρήθηκε και η τραχύτητα επιφάνειας (RMS). Τα αποτελέσματα έδειξαν αύξηση στη τιμή των PCE, JSC, FF και μh για το HTL που υπέστη κατεργασία με PFI και ακόμη μεγαλύτερη αύξηση στις ίδιες τιμές για το HTL που υπέστη περαιτέρω κατεργασία με DMSO. Οι τιμή του VOC παρέμεινε σταθερή και για τις τρεις μετρούμενες φωτοβολταϊκές συσκευές, ενώ η τιμή της τραχύτητας επιφάνειας έδειξε αύξηση για το HTL που είχε κατεργαστεί με PFI και περαιτέρω αύξηση για το HTL που είχε κατεργαστεί με PFI και DMSO.
|
Organic solar cells fabrication and optimization through Hole Transport Layer (HTL) treatments
