التخصص: الفيزياء

التخصص الدقيق: الخلايا الشمسية العضوية

المستخلص: T: تم تصنيع الخلايا الشمسية العضوية PC60BM / Mg-Al (OSCs) اعتمادًا على تحسين Poly (3-hexylthiophene-2،5-diyl) (P3HT) و phenyl-C61-Butyric-Acid-Methyl إستر (PC60BM). تم إجراء التحسين الأمثل للطبقة النشطة ، P3HT: PC60BM ، تحت طلاء بترددات دوران مختلفة من 900 إلى 3000 دورة في الدقيقة. تمت دراسة درجة حرارة التلدين بعد الإنتاج لجميع OSC المحضرة من 130 إلى 190 درجة مئوية. تم تحضير طبقة نقل الثقوب ، بولي (3.4-إيثيلين ديوكسي ثيوفين) بوليسترين سلفونات (PEDOT: PSS) تحت ظروف ثابتة تبلغ 3000 دورة في الدقيقة لمدة 35 ثانية ، ودرجة حرارة التلدين 178 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة. من دراستنا ، كانت الظروف المثلى لـ P3HT: PC60BM هي طلاء الدوران بمقدار 3000 دورة في الدقيقة ، ودرجة حرارة التلدين 160 درجة مئوية لمدة 5 دقائق. كانت قيم معلمات J-V المثلى لـ OSC المحضرة هي JSC = 12.01 مللي أمبير / سم 2 ، VOC = 660 مللي فولت ، FF = 59 ٪ ، PCE = 4.65 ٪ ، و EQE = 61 ٪. تم تصميم OSC الكامل بكفاءة مقبولة باستخدام تقنيات بسيطة ومنخفضة التكلفة يمكن استخدامها في الصناعة. علاوة على ذلك ، من المتوقع أن تبلغ تكلفة الخلية الشمسية المركبة حوالي 1 دولار / سم 2 ، بهدف خفض التكلفة وزيادة الكفاءة في المستقبل من خلال دمج المزيد من مكونات نقل الإلكترون / الثقوب التجارية النانوية.

Abstract: ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PC60BM/Mg-Al organic solar cells (OSCs) were fabricated depending on optimization of Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT) and phenyl-C61-Butyric-Acid-Methyl Ester (PC60BM). The optimization of the active layer, P3HT:PC60BM, was carried out under different spin frequencies coating from 900 to 3000 rpm. The post-production annealing temperature of all prepared OSC was studied from 130 to 190 °C. The holes transport layer, poly(3,4-ethylene dioxythiophene) polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS), was prepared under constant conditions of 3000 rpm for 35 s, and annealing temperature 178 °C for 15 min. From our study, the optimum conditions for P3HT:PC60BM were spin coating of 3000 rpm, and annealing temperature of 160 °C for 5 min. The optimum J-V parameters values for the prepared OSC were JSC = 12.01 mA/cm2, VOC = 660 mV, FF = 59%, PCE = 4.65%, and EQE = 61%. A complete OSC with acceptable efficiency was designed using simple and low-cost techniques that may be utilized in the industry. Furthermore, the cost of the synthesized solar cell is projected to be around 1 $/cm2, with the goal of lowering the cost and increasing efficiency in the future by incorporating more commercial nanostructured electron/hole transport components.

الحالة: محكم ومنشور

جهة التحكيم: MDPI, Coatings Journal 2021

دار النشر: MDPI , ST ALBAN-ANLAGE 66, BASEL, SWITZERLAND, CH-4052

سنة النشر: 2021