Las células solares orgánicas son células solares compuestas de materiales orgánicos. Utilizan principalmente compuestos orgánicos fotosensibles como materiales semiconductores para generar voltajes para formar corrientes a través del efecto fotovoltaico para lograr el efecto de generación de energía solar. Como un nuevo tipo de dispositivo de células solares, las células solares orgánicas tienen las características de flexibilidad, peso ligero, color ajustable, procesamiento de soluciones y preparación de impresión de gran superficie. Actualmente son un punto caliente en el campo de la investigación de células solares, pero la baja eficiencia es la razón principal que limita su aplicación a gran escala.
1. El principio de las células solares orgánicas
Las células solares orgánicas utilizan compuestos orgánicos fotosensibles como materiales semiconductores y generan voltajes para formar corrientes mediante el efecto fotovoltaico. Los principales materiales orgánicos fotosensibles tienen estructura y conductividad conjugadas.
2. La estructura de las células solares orgánicas
Las células solares orgánicas se pueden dividir en estructura de unión simple, estructura de heterounión PN y estructura nanocristalina sensibilizada con colorante según los materiales semiconductores.
①.La estructura de unión simple es una célula solar orgánica hecha según el principio de barrera de Schottty. Su estructura es de vidrio / electrodo metálico / tinte / electrodo metálico, que utiliza las diferentes funciones de trabajo de los dos electrodos para generar un campo eléctrico. Los electrones se transfieren desde el electrodo metálico con baja función de trabajo al electrodo con alta función de trabajo para generar fotocorriente. Dado que los electrones y los huecos se transfieren todos en el mismo material, la tasa de conversión fotoeléctrica es relativamente baja
②La estructura de heterounión de PN se refiere a que esta estructura tiene una estructura de heterounión de donante-aceptor (semiconductor de tipo N y semiconductor de tipo P). Entre ellos, los materiales semiconductores son principalmente colorantes, como compuestos de ftalocianina y compuestos de imina de perileno tetraformaldehído, que utilizan la interfaz D / A y la separación de huecos de electrones entre capas semiconductoras. Las características de transferencia en diferentes materiales aumentan la eficiencia de separación.La tasa de conversión fotoeléctrica de las células solares fabricadas por Elias Stathatos y otros que combinan las ventajas de los compuestos inorgánicos y orgánicos está entre el 5% y el 6%..
③NPC (célula fotovoltaica nanocristalina) La célula solar sensibilizada con colorante de nanocristales (DSSC) sensibilizada con colorante se refiere principalmente a un tipo de célula solar que utiliza una película de TiO2 nanoestructurada de múltiples huecos sensibilizada con colorante como fotoanodo. Es una célula solar que imita el principio de fotosíntesis de la clorofila vegetal. Sin embargo, las células solares NPC pueden elegir electrolitos redox apropiados para aumentar la eficiencia fotoeléctrica, que generalmente se puede estabilizar al 10%, y el TiO2 nanocristalino es fácil de preparar, de bajo costo y tiene una vida útil considerable, lo que tiene una buena perspectiva de mercado. .
