Βελτιστοποίηση οργανικών φωτοβολταϊκών διατάξεων υψηλής απόδοσης με χρήση οξειδίων μετάλλων μετάπτωσης ως υμένια έγχυσης/εξαγωγής οπών

Διπλωματική Εργασία uoadl:2659642 245 Αναγνώσεις

Μονάδα:
Κατεύθυνση Τεχνολογίας Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων
Πληροφορική
Ημερομηνία κατάθεσης:
2018-02-14
Έτος εκπόνησης:
2018
Συγγραφέας:
Πατσιαλός Ιωάννης
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Βασιλοπούλου Μαρία ,Ερευνήτρια Β΄ ΕΚΕΦΕ ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ
Σουλτάτη Αναστασία,Μεταδιδακτορική Ερευνήτρια ΕΚΕΦΕ ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ
Πρωτότυπος Τίτλος:
Βελτιστοποίηση οργανικών φωτοβολταϊκών διατάξεων υψηλής απόδοσης με χρήση οξειδίων μετάλλων μετάπτωσης ως υμένια έγχυσης/εξαγωγής οπών
Γλώσσες εργασίας:
Ελληνικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Βελτιστοποίηση οργανικών φωτοβολταϊκών διατάξεων υψηλής απόδοσης με χρήση οξειδίων μετάλλων μετάπτωσης ως υμένια έγχυσης/εξαγωγής οπών
Περίληψη:
Η διπλωματική αυτή εργασία αναφέρεται στην βελτιστοποίηση των φωτοβολταϊκών διατάξεων υψηλής απόδοσης με την χρήση οξειδίων του μολυβδαινίου ως υμένια μεταφοράς και εξαγωγής οπών.Οι διατάξεις αυτές βασίζονται στα φωτοβολταϊκά κελιά μεικτής ετεροεπαφής (Bulk Heterojunction, BHJ). Τα υμένια του οξειδίου του μολυβδαινίου εναποτίθενται ανάμεσα στο ηλεκτρόδιο της ανόδου και στο ενεργό στρώμα της διάταξης, P3HT:PC71BM, αντικαθιστώντας δηλαδή το ευρέως χρησιμοποιημένο υμένιο έγχυσης οπών PEDOT:PSS. Η διπλωματική εργασία περιλαμβάνει δύο μέρη, το θεωρητικό και το πειραματικό. Το θεωρητικό μέρος περιλαμβάνει 4 κεφάλαια και αρχικά γίνεται μια εισαγωγή στους οργανικούς ημιαγωγούς και παρουσιάζονται οι ιδιότητες και οι τεχνικές εναπόθεσης τους. Στη συνέχεια ακολουθεί η περιγραφή της αρχής λειτουργίας και τα είδη των οργανικών φωτοβολταϊκών κελιών. Στο τρίτο κεφάλαιο μελετάται η τροποποίηση διεπιφανειών ανάμεσα στα ηλεκτρόδια και στο οργανικό υμένιο της φωτοβολταϊκής διάταξης για την αποτελεσματικότερη μεταφορά και εξαγωγή των φορέων φορτίου. Στο τελευταίο κεφάλαιο του θεωρητικού μέρους περιγράφονται αναλυτικά οι τεχνικές εναπόθεσης και οι εφαρμογές των λεπτών υμενίων οξειδίων μετάλλων.
Το δεύτερο μέρος αποτελεί και το πειραματικό μέρος της αναφερόμενης εργασίας. Αρχικά, περιγράφονται οι διεργασίες κατασκευής και οι μέθοδοι χαρακτηρισμού των οργανικών φωτοβολταϊκών, ενώ στη συνέχεια μελετώνται και αναλύονται τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τη χρήση υμενίων οξειδίου του μολυβδαινίου το οποίο έχει υποστεί ανόπτηση με μικροκύματα ως στρώμα εξαγωγής οπών σε οργανικές φωτοβολταϊκές διατάξεις.
Συμπερασματικά, αποδεικνύεται πως η ανόπτηση με μικροκύματα προκαλεί μια ατομική αναδιάταξη και κρυστάλλωση του οξειδίου του μολυβδαινίου. Η χρήση του θερμαινόμενου με μικροκύματα οξειδίου του μολυβδαινίου ως υμένιο εξαγωγής οπών στις οργανικές φωτοβολταϊκές διατάξεις οδήγησε σε αύξηση της απόδοσής τους. Τέλος, η ανόπτηση με μικροκύματα των οξειδίων βελτίωσε την κρυσταλλικότητα και τη μορφολογία του φωτοενεργού οργανικού υμενίου, το οποίο επιστρώνεται πάνω σε αυτά, ενισχύοντας τη μεταφορά και εξαγωγή των οπών, με αποτέλεσμα την αύξηση των ηλεκτρικών χαρακτηριστικών των φωτοβολταϊκών διατάξεων.
Κύρια θεματική κατηγορία:
Θετικές Επιστήμες
Λέξεις-κλειδιά:
Λεπτά υμένια μετάλλων μετάπτωσης, μεικτή ετεροεπαφή, οξείδιο μολυβδαινίου, οργανικά φωτοβολταϊκά κελιά, υμένιο μεταφοράς/εξαγωγής οπών
Ευρετήριο:
Ναι
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
5
Εικονογραφημένη:
Ναι
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
28
Αριθμός σελίδων:
90