(Phys.org) —In de wereld van organische zonnecellen, op polymeren gebaseerde apparaten staan ​​momenteel misschien aan de top, maar ook andere organische materialen zoals 'kleine moleculen' blijken kansrijk. Hoewel organische zonnecellen met kleine moleculen momenteel een lager rendement hebben dan polymere zonnecellen, ze zijn over het algemeen gemakkelijker te fabriceren en hun efficiëntie verbetert.

In een nieuwe studie, onderzoekers hebben aangetoond dat ze de efficiëntie van één type organische zonnecel met kleine moleculen kunnen verhogen van 6,02% tot 8,94% door simpelweg de dikte van de actieve laag af te stemmen en een optische afstandhouder tussen de actieve laag en een elektrode te plaatsen. De efficiëntieverbetering toont aan dat zonnecellen met kleine moleculen het potentieel hebben om te concurreren met hun polymere tegenhangers, die een efficiëntie van bijna 10% hebben.

De onderzoekers, geleid door Alan J. Heeger aan de Universiteit van Californië in Santa Barbara, hebben hun paper over de efficiëntieverbetering in zonnecellen met kleine moleculen gepubliceerd in een recent nummer van Nano-letters .

Zoals de wetenschappers in hun paper uitleggen, organische zonnecellen met kleine moleculen hebben verschillende voordelen ten opzichte van zonnecellen van organisch polymeer:​​relatief eenvoudige synthese, hoge ladingsdragermobiliteit, deeltjes van vergelijkbare grootte (monodispersiteit), en betere reproduceerbaarheid, onder andere. Echter, zonnecellen met kleine moleculen hebben tot nu toe een toprendement van ongeveer 8% behaald, enigszins achter bij de beste polymeerapparaten.

Door aan te tonen hoe een paar eenvoudige veranderingen de efficiëntie van een type organische zonnecel met kleine moleculen met bijna 50% kunnen verhogen, de wetenschappers hier hebben aangetoond dat deze apparaten nog steeds het potentieel hebben voor enorme verbeteringen.

Door de dikte van de actieve laag af te stemmen en een optische afstandhouder van zinkoxide tussen de actieve laag en de metalen elektrode te plaatsen, kan de actieve laag meer licht opvangen, toenemende optische absorptie. Het inbrengen van de optische afstandhouder plaatst de actieve laag in een gunstiger positie binnen het optische elektrische veld binnen de cel. Zoals de wetenschappers hebben uitgelegd, de optische afstandhouder draagt ​​op drie manieren bij aan een verhoogde lichtabsorptie:verhoging van de efficiëntie van de ladingverzameling, dienen als blokkeerlaag voor gaten, en het verminderen van de recombinatiesnelheid.

© 2013 Fysio.org. Alle rechten voorbehouden.