Organische Photovoltaik (OPV) Tutorial, Sigma-Aldrich
Organische Photovoltaik (OPV) Geräte wandeln Sonnenenergie in elektrische Energie. Eine typische OPV Vorrichtung besteht aus einer oder mehreren photoaktiven Materialien zwischen zwei Elektroden sandwichartig angeordnet. Abbildung 1 zeigt eine typische Bilayer organische photovoltaische Vorrichtung.
Abbildung 1. Struktur einer zweischichtigen organischen photovoltaische Vorrichtung
In einer zweischichtigen OPV Zelle wird das Sonnenlicht in den photoaktiven Schichten absorbiert, bestehend aus Donor und Akzeptor halbleitenden organischen Materialien, Photoströme zu generieren. Das Spendermaterial (D) spendet Elektronen und Löcher hauptsächlich transportiert und das Akzeptor-Material (A) zurückzieht und vor allem Elektronen transportiert Elektronen. Wie in Abbildung 2 dargestellt diese photoaktiven Materialien ernten Photonen aus dem Sonnenlicht Exzitonen zu bilden, in dem die Elektronen aus dem Valenzband in das Leitungsband angeregt werden (Lichtabsorption). Aufgrund des Konzentrationsgradienten diffundieren die Exzitonen auf die Donor / Akzeptor-Schnittstelle (Exciton Diffusion) und trenne in freie Löcher (positive Ladungsträger) und Elektronen (negative Ladungsträger) (Ladungstrennung). Eine photovoltaische erzeugt wird, wenn die Löcher und Elektronen zu den entsprechenden Elektroden bewegen, indem nach entweder Spender oder Akzeptor-Phase (Charge Extraction).
Abbildung 2. Funktionsmechanismus eines zweischichtigen organischen photovoltaischen (D = Donor, A = Akzeptor)
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