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P-N junction01:11

P-N junction

A p-n junction is formed when p-type and n-type semiconductor materials are joined together. At the interface of the p-n junction, holes from the p-side and electrons from the n-side begin to diffuse into the opposite sides due to the concentration gradient. This diffusion of carriers leads to a region around the junction where there are no free charge carriers, known as the depletion region. The charge density within the depletion region for the n-side and p-side can be described by the...

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Evolución estructural resuelta en el tiempo de las células solares de heterojunción a granel procesadas por aditivos.

James T Rogers1, Kristin Schmidt, Michael F Toney

  • 1Department of Materials, University of California, Santa Barbara, California 93106, USA.

Journal of the American Chemical Society
|January 27, 2012
PubMed
Resumen

La adición de octaneditiolo (ODT) a las mezclas de células solares poliméricas acelera la formación y el ordenamiento de las estructuras cristalinas. Este ordenamiento molecular inducido por aditivos mejora significativamente la morfología de la heterounión a granel para mejorar el rendimiento del dispositivo.

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Published on: January 10, 2017

Área de la Ciencia:

  • Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
  • Electrónica orgánica y electrónica orgánica.
  • La energía fotovoltaica es fotovoltaica.

Sus antecedentes:

  • La deposición de solución con aditivos de alto punto de ebullición como el octaneditiolo (ODT) es un método común para mejorar la eficiencia de conversión de energía en las células solares orgánicas.
  • Se sabe que los aditivos influyen en la segregación de fase y el ordenamiento molecular dentro de las capas activas de heterounión masiva (BHJ) de las mezclas de polímero / fullereno.

Objetivo del estudio:

  • Para investigar la evolución dinámica de la morfología de la heterounión masiva (BHJ) durante la deposición de la solución.
  • Comprender el papel del octaneditiol (ODT) en la influencia de los procesos de cristalización y ordenamiento en las células solares de polímeros conjugados.

Principales métodos:

  • Se utilizó la dispersión de rayos X de gran angular de incidencia de pastoreo in situ (GIWAXS) como función del tiempo para monitorear la evolución de BHJ.
  • Comparó los cambios estructurales de las mezclas de BHJ fundidas a partir de clorobenceno (CB) con y sin la adición de ODT.

Principales resultados:

  • Un pequeño porcentaje de ODT en CB indujo rápidamente la nucleación de cristalitos poliméricos dentro de los 2 minutos de la deposición.
  • ODT aumentó significativamente el orden de orientación de los polimorfos específicos y promovió la nucleación sostenida de cristallitos durante más de 40 minutos.
  • No se observaron cambios estructurales similares cuando la mezcla de BHJ se fundía a partir de CB puro, lo que pone de relieve el papel crucial de ODT.

Conclusiones:

  • Octanedithiol (ODT) actúa como un potente agente nucleante, acelerando y controlando dramáticamente el autoensamblaje de polímeros conjugados en las células solares BHJ.
  • El ordenamiento y la cristalización mediados por aditivos son críticos para optimizar la morfología y el rendimiento de los dispositivos fotovoltaicos orgánicos.