Solarzellen auf der Grundlage von polymerbeschichteten Zinkoxid-Nanodrähten. Teiprojekt. NanoSol. Abschlussbericht. Berichtszeitraum: 01.10.2008 - 31.03.2012
(German)
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Es konnten erfolgreich Hybrid-Solarzellen auf der Basis von ZnO-Nanodrahten und p-leitenden Polymeren hergestellt werden und im Verlauf des Projektes deren Wirkungsgrad um 93% auf 0,1% gesteigert werden durch Optimierung des Designs, der Einführung einer geschlossenen ZnO-Nanopartikel-Schicht, Verwendung der nass-chemischen Herstellungsmethode der Nanodrähte, der Verwendung des Polymers P3HT und geeignete Wahl der Kontaktmaterialien: ITO und V2O5/Ag. Desweiteren wurde gezeigt, dass durch Verwendung von durch sputtern hergestellte ZnO-Schichtent das Voc verdoppelt werden kann, wenn auch dieser Ansatz während der Projektlaufzeit nicht ausreichend optimiert werden konnte, da der Erhöhung von Voc eine Reduktion von Jso gegenüber stand, das den Wirkungsgrad reduzierte. Darüber hinaus wurden sehr wichtige Erkenntnisse über das Zusammenwirken von ZnO mit PEDOT:PSS erlangt, die Korrosionswirkung von PEDOT:PSS auf ZnO, die starke Beeinflussung der darunter liegenden ZnO-Schicht und das Transportverhalten von Zn-Ionen durch die PEDOT:PSS-Schicht, die somit auch zu einer Veränderung der Eigenschaften an der Polymeroberfläche fuhren, konnten nachgewiesen werden. Da die Kombination von ZnO mit PEDOT:PSS international für verschiedene Anwendungen erforscht wird (u.a. für die Herstellung von Schottky-Kontakten auf ZnO, LEDs, Ersetzen von ITO durch ZnO:AI in organischen Solarzellen oder als Zwischenkontakt in organischen Tandem-Solarzellen), werden diese Ergebnisse zeitnah in der renommierten Zeitschrift Applied Physics Letters veröffentlicht werden.
Hybrid solar cells based on ZnO nanowires and p-conducting polymers were successfully fabricated. The efficiency was increased by 93% up to 0,1% by optimization of the device structure as follows: by introducing of a closed ZnO nanoparticle layer, producing of the ZnO nanowires by a wet chemical method and using of P3HT as conducting polymer and V2O5/Ag layers for contacts. Furthermore, it was revealed that a sputtered ZnO layer could double the open circuit voltage. Nevertheless, in the project duration this approach could not be optimized sufficiently as the increase in Voc attends a loss in short circuit current and efficiency. Additionally, important scientific findings were made on how ZnO and PEDOT:PSS act in combination. The combination of ZnO and PEDOT:PSS is tested worldwide for different applications, such as the creation of Schottky contacts on ZnO, replacement of lTO by ZnO:AI in organic solar cells, production of LEDs or intercontacts in tandem organic solar cells. In this project the corrosive influence of PEDOT:PSS on ZnO, the strong disturbance of the ZnO surface in contact with the polymer and the transport of Zn2+ ions through the polymer up to its surface has been demonstrated The results are going to be published in the international journal "Applied Physics Letters" until the end of the year.
Solarzellen auf der Grundlage von polymerbeschichteten Zinkoxid-Nanodrähten. Teiprojekt. NanoSol. Abschlussbericht. Berichtszeitraum: 01.10.2008 - 31.03.2012