Organik güneş pillerinde tavlama sıcaklığının pil ömrüne etkisi

Abstract

Organik güneş pilleri inorganik güneş pillerine göre hem ucuz hem de kolay üretilmelerine karşın güç dönüşüm verimleri daha düşük düzeylerdedir. Organik güneş pillerinin inorganik güneş pillerine göre diğer dezavantajı çevre koşullarından aşırı etkilenmeleri ve organik yapılarının kolay bozulmalarıdır. Organik güneş pillerinde araştırmaların çoğu verimlerinin araştırılmasına yönelik iken organik güneş pillerinin ömrünün uzatılmasına yönelik çalışmalar daha az sayıdadır. Bu çalışmada ITO/ PEDOT: PSS/ P3HT: PCBM/ Al yapılı güneş pilleri üretildi. Üretilen bu piller farklı tavlama sıcaklığında tavlanarak, tavlama sıcaklığının verime etkisi öncelikle araştırıldı. Daha sonra farklı sıcaklıkta tavlanmış aktif tabakalarda soğurum spektrumları alınmış ve laboratuvar koşullarında uzun süreli ışık altında maruz bırakılarak foto aktifliğine ait ömrü araştırılmıştır. 80°C, 100°C, 120°C, 140°C, ve 160°C'de tavlanmış filmlerinin soğurum pikleri tavlama işlemi sonrası sırası ile %14, %14, %38 %13,5 ve % 9,5 düzeylerinde artmıştır. Ayrıca 120°C de tavlanmış aktif filmde en iyi morfolojinin elde edilmesinin yanı sıra soğurum pikinin one setinin tavlanmamışa göre 25 nm daha yüksek dalga boyuna kaymıştır. Hangi sıcaklıkta olursa olsun tavlanan pillerin tavsız pillere kıyasla hem daha yüksek verime sahip oldukları hem de çevre koşullarından daha az etkilenip daha uzun ömürlere sahip oldukları görülmüştür. Güneş pillerinin üretim sonrası 120°C 'de tavlama işleminin pilleri daha kararlı hale getirdiği ve daha uzun ömürlü yaptığı IPCE ölçümleri ile gösterilmiştir.

Organic solar batteries are both cheaper and easier to produce than inorganic solar batteries, but power conversion efficiencies are lower. The other disadvantage of organic solar batteries compared to inorganic solar batteries is their over-exposure to environmental conditions and their easy deterioration of organic structures. While research on organic solar batteries is mostly for research purposes, studies on prolonging the life of organic solar batteries are few.In this study, solar cells with ITO / PEDOT: PSS / P3HT: PCBM / Al were produced. The produced battery was annealed at different annealing temperatures, and the effect of annealing temperature was investigated first. Absorbance spectra were then taken from the active layers tempered at different temperatures and exposed to long-term light in laboratory conditions to investigate the lifetime of photoactivity. The absorbance peaks of the annealed films at 80 ° C, 100 ° C, 120 ° C, 140 ° C and 160 ° C increased by 14%, 14%, 38%, 13.5% and 9.5% respectively after annealing. In addition, the best morphology was obtained in the annealed active film at 120°C, as well as shifting to a wavelength 25 nm higher than that of the one set of chilled pikes. Regardless of temperature, it is seen that the annealed solar cells are both affected by environmental conditions and have longer life time than those with unannealed solar cells. Solar cells have been demonstrated with IPCE measurements made at 120°C after annealing, making the cells more stable and making them longer lasting.