Organiczne ogniwa słoneczne to ogniwa słoneczne składające się z materiałów organicznych. Wykorzystują głównie światłoczułe substancje organiczne jako materiały półprzewodnikowe do generowania napięć w celu wytworzenia prądów poprzez efekt fotowoltaiczny w celu uzyskania efektu wytwarzania energii słonecznej. Jako nowy typ urządzenia z ogniwami słonecznymi, organiczne ogniwa słoneczne charakteryzują się elastycznością, lekkością, regulowanym kolorem, przetwarzaniem roztworu i przygotowaniem do drukowania na dużej powierzchni. Są obecnie gorącym punktem w dziedzinie badań nad ogniwami słonecznymi. Jednak niska wydajność jest głównym powodem, który ogranicza ich zastosowanie na dużą skalę.
1. Zasada organicznych ogniw słonecznych
Organiczne ogniwa słoneczne wykorzystują światłoczułe substancje organiczne jako materiały półprzewodnikowe i generują napięcia w celu wytworzenia prądów w wyniku efektu fotowoltaicznego. Główne światłoczułe materiały organiczne mają strukturę sprzężoną i przewodnictwo
2. Struktura organicznych ogniw słonecznych
Organiczne ogniwa słoneczne można podzielić na strukturę pojedynczego złącza, strukturę heterozłącza PN i strukturę nanokrystaliczną uczuloną barwnikiem według materiałów półprzewodnikowych.
①.Struktura jednozłączowa to organiczne ogniwo słoneczne wykonane w oparciu o zasadę bariery Schottty'ego. Jego struktura to elektroda szklana / metalowa / barwnik / elektroda metalowa, która wykorzystuje różne funkcje robocze dwóch elektrod do generowania pola elektrycznego. Elektrony są przenoszone z metalowej elektrody o niskiej pracy na elektrodę o wysokiej pracy w celu wygenerowania fotoprądu. Ponieważ elektrony i dziury są przenoszone w tym samym materiale, współczynnik konwersji fotoelektrycznej jest stosunkowo niski
②Struktura heterozłącza PN odnosi się do tej struktury, która ma strukturę heterozłącza donor-akceptor (półprzewodnik typu N i półprzewodnik typu P). Wśród nich materiały półprzewodnikowe to głównie barwniki, takie jak związki ftalocyjaniny i związki perylenotetraformaldehydoiminowe, wykorzystujące interfejs D/A i separację elektron-dziura między warstwami półprzewodnikowymi. Charakterystyki transferu w różnych materiałach zwiększają wydajność separacji. Współczynnik konwersji fotoelektrycznej ogniw słonecznych wyprodukowanych przez Eliasa Stathatosa i innych łączących zalety związków nieorganicznych i organicznych wynosi od 5% do 6%.
③NPC (nanokrystaliczne ogniwo fotowoltaiczne) sensybilizowane barwnikiem nanokrystaliczne ogniwo słoneczne sensybilizowane barwnikiem (DSSC) odnosi się głównie do rodzaju ogniwa słonecznego, w którym jako fotoanoda wykorzystuje się uczuloną barwnikiem wielowarstwową nanostrukturalną warstwę TiO2. Jest to ogniwo słoneczne, które naśladuje zasadę fotosyntezy chlorofilu roślinnego. Jednak ogniwa słoneczne NPC mogą dobrać odpowiednie elektrolity redoks, aby zwiększyć wydajność fotoelektryczną, którą można ogólnie ustabilizować na poziomie 10%, a nanokrystaliczny TiO2 jest łatwy w przygotowaniu, tani i ma znaczną żywotność, co ma dobre perspektywy rynkowe .
