طراحی سلول خورشیدی آلی با آرایهی بلور فتونیک فلز- نیمه هادی آلی

ساختارهای حجیم ناهمگون 2 بعدی مربوط به سلولهای خورشیدی با مواد نیمه هادی آلی همراه با آرایه ی بلورهایفتونیک، که به منظور بهبود و افزایش جذب نور خورشید توسط این سلولها مورد بررسی های فراوان قرار گرفته-اند[ 2و 3و 4]، را بررسی می کنیم. در این پژوهش نیز بلورهای فتونیکی از جنس نقره انتخاب شده اند در حالیکه درتحقیقات پیشین از مواد نیمه هادی مانند nc-ZnO بلورهای نانو ذرات اکسید روی استفاده می کردند. تغییر جنس ماده ی بلور فتونیک از نیمه هادی به فلز منجر به تبدیل بلورهای فتونیکی به بلورهای فتونیک فلز- نیمه هادی آلی با خاصیت پلاسمونیک می شود. این بلورفتونیک فلز- نیمه هادی آلی حاوی ماده ی زمینه آلی P3HT:PCBM با آرایه ی منظمی از نانو سیم های نقره میباشد. این ساختار سلول را به همراه تغییر در مشخصاتی از جمله ابعاد ساختار (ضخامت لایه P3HT:PCBM)، آرایه ی بلور فتونیک بررسی نموده و حالت بهینه آنرا بدست آورده ایم. نتایج بدست آمده با نتایج سلول خورشیدی فتونیک آلی- نانو کریستال ZnO با ضخامت نیمه هادی آلی حدود 193 نانومتر مقایسه شده که در اینجا ضخامت دو برابر یعنی به 386 نانومتر افزایش یافته، و بلور فتونیک فلز- نیمه هادی آلی هم درست در وسط نیمه هادی آلی P3HT:PCBM قرار گرفته است. با این ساختار نشان داده شده که جذب طیف خورشید به مقدار قابل توجهی افزایش می یابد. در تحقیقات پیشین با بلورهای فتونیکی ایجاد شده در ساختار، بازهی طیفی جذب نور خورشیدرا از طول موج کمینه تا حدود 675 نانومتر افزایش داده اند، که با این ساختار پیشنهادی بازه طیفی جذب تا حدود 850نانومتر افزایش یافته است.

Keywords:

سلول خورشیدی نیمه هادی آلی , بلور فتونیک نقره-نیمه هادی آلی , طیف نور خورشید