바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji의 회장] (이하 "AIST"라고 불리는) 태양 광 발전 공학 연구 센터 [Niki Sakae 회장 Niki Sakae, 리서치 센터] 고급 산업 처리 및 비용 감소 팀 Fumura Shota 미시간 대학교 전기 공학 최고 연구원 및 부서Stephen R Forrest교수 (재료 과학 및 물리학과의 일부)는 반도체 박막과트랩 충전를 평가하는 방법을 개발했습니다 이 기술은 유기 박막 태양 전지의 발전 층을 평가하고 라이트닝 바카라 전달을 방해하는 전송 장벽의 기원을 제공합니다공여자 분자and수용자 분자(그림 1)
이 발견은 충전 라이트닝 바카라 특성이 우수한 더 높은 발전 층을 초래합니다변환 효율실현 될 것입니다
이 연구는 과학 연구를위한 과학 보조금 홍보 "Fundamental Research C (2012-2014)"를위한 일본 사회의 일본 사회의 일환으로 수행 되었으며이 발견의 세부 사항은 과학 저널에서 찾을 수 있습니다고급 재료에 온라인으로 게시됩니다 2014 년 10 월 17 일 (일본 시간)
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그림 1 : 유기 반도체 박막에서의 라이트닝 바카라 수송 및 캡처
상단 : 공간 움직임 음라이트닝 바카라는 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하고 양라이트닝 바카라는 반대 방향으로 이동합니다
라이트닝 바카라는 입자 경계와 공여자 및 수용체 분자의 인터페이스에서 포착됩니다
하단 : 라이트닝 바카라 전달 중에 장애물의 에너지 다이어그램 볼록 부분은 장벽에 해당합니다 |
유기 박막 태양 전지는 최근 몇 년 동안 저렴한 비용, 유연성 및 우수한 설계를 가진 차세대 태양 전지로서 주목을 끌고 있으며, 전 세계적으로 연구 개발이 수행되어 전환 효율과 내구성을 향상시켜야합니다 유기 박막 태양 전지에서, 라이트닝 바카라 (공여자 분자 및 수용체 분자)를 통과하는 두 가지 유형의 분자는 복잡한 방식으로 혼합되어 (도 1 (b) 및 (c)), 발전층 내부자기 조직나노 구조의 재료는 높은 전환 효율을 달성하기 위해 형성됩니다 그러나 발전 층의 나노 구조와 라이트닝 바카라 전송 사이의 관계는 명확하지 않아 전환 효율을 향상시키기위한 지침을 얻기가 어렵다
AIST는 유기 박막 태양 전지의 전환 효율 향상에 대한 연구 및 개발을 적극적으로 촉진하고 있습니다 (Aisotech Press 발표 2014 년 4 월 17 일,Aisotech Press 발표 2014 년 5 월 8 일) 이번에는 발전 계층 내부의 라이트닝 바카라 전송을 정량적으로 평가하고 나노 구조와 라이트닝 바카라 운송 사이의 관계를 명확히하고 전환 효율을 개선하기위한 연구 수행 방법을 개발했습니다
라이트닝 바카라의 전송 특성을 평가하기위한 개발 된 방법에는 두 가지 유형의 레이저 빔 (펌프 라이트and프로브 라이트)는 조사되고 각 빛에 의해 여기 된 광전 방지가 측정된다 (도 2) 펌프 라이트광자의 에너지 반도체의 밴드 갭보다 큽니다 따라서, 펌프 라이트에 의해 여기 광전류를 측정함으로써 충전 흐름의 용이성을 평가할 수있다 반면에, 프로브 라이트는 전송 장벽에 의해 캡처 된 라이트닝 바카라 (트랩 충전)를 전송 수준으로 올리고 광자의 에너지가 반도체의 밴드 갭보다 작으며 운반 장벽의 높이보다 크기가 커야한다 따라서, 프로브 라이트에 의해 여기 된 트랩 전류는 갇힌 라이트닝 바카라의 양을 반영한다 또한, 이들 전류 비율로부터, 트랩 하전의 정량적 값 (트랩 라이트닝 바카라 밀도)이 얻어지며,이 값은 태양 전지의 전환 효율을 결정하는 중요한 지수이다
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| 그림 2 : 이번에 개발 된 라이트닝 바카라의 전송 특성을 평가하는 방법 |
이번에는 평가 샘플dtdctb(공여자 (d) 분자) 및C60(수용체 (분자))를 제조 하였다 혼합 필름의 비율은 공여자 분자에서 10% 내지 80%이다 또한 C60이들 샘플에 대해 제조 된 라이트닝 바카라 운송 특성을 평가 하였다 그림 3 (a)는 c60단일 구성 요소 박막 표면의원자력 현미경이미지의 표면에 많은 나노 크기의 불균일이 형성된다는 것을 알 수 있습니다 그림 3 (b)는 단일 성분 박막을 보여줍니다제한된 시야 전자 회절동상,얼굴 중심 입방 구조 (FCC)의 나노 결정으로 구성되어 있으며 회절 라인은 날카 롭고 결정 성이라는 것을 알 수 있습니다 한편, 혼합 DA 분자 필름의 원자력 현미경 이미지 (도 3 (c))에서 표면이 비교적 매끄럽고 회절 라인이 흐려지고 결정도가 제한된 뷰 회절 이미지에서 낮다는 것을 발견했다 (도 3 (d))
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| 그림 3 샘플 박막의 나노 구조 분석의 예 |
상이한 나노 구조를 갖는 샘플의 경우, 라이트닝 바카라 수송 특성을 검사하고 태양 전지 특성과 비교 하였다 (도 4) 펌프 광습의 광전류는 20% 공여자 분자 비율로 가장 크고 (도 4 (a)), 트랩 라이트닝 바카라 밀도는 50% 공여자 분자 비율에서 가장 낮았다 (도 4 (a)) 태양 전지 특성은 공여자 분자의 비율에 크게 의존하였고, 전환 효율은 공여자 분자의 공여자 분자의 비율에서 가장 크다 (도 4 (b)) 트랩 라이트닝 바카라 밀도 (그림 4 (a) 및 (b))와의 전환 효율을 비교하면 곡선의 모양이 반전되었으며, 그것은 상호 관계와 똑같았습니다 이는 트랩 충전을 줄이면 전환 효율이 높아집니다
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| 그림 4 태양 전지 특성 및 라이트닝 바카라 운송 특성 |
트랩 라이트닝 바카라 밀도는 공여자 분자의 비율에 대한 U 자형 의존성을 가지기 때문에 (도 4 (a)), 공여자 분자와 수용체 분자 사이의 계면은 라이트닝 바카라 수송의 장벽으로서 작용한다고 생각된다 이것은 과도한 수용체 분자가 양의 라이트닝 바카라의 전달을 막기 때문에 (도 1 (b)), 반대로 과도한 공여자 분자는 음라이트닝 바카라의 전달을 방지하기 때문이다 (도 1 (c)) 공여자 및 수용체 분자가 각각 50% 인 경우, 이들 사이의 인터페이스, 즉 전송 장벽이 가장 낮으므로 트랩 전자 밀도가 최소화됩니다 또한, 나노 결정으로 구성된 트랩 라이트닝 바카라 밀도를 갖는 C60단일 성분 박막의 최대 값은 결정의 입자 경계가 수송 장벽으로 작용하기 때문입니다 (그림 1 (a))
이번에 얻은 결과를 바탕으로, 우리는 태양 전지의 전환 효율을 더욱 향상시키기 위해 우수한 라이트닝 바카라 운송 특성을 갖는 발전 층을 생성 할 것입니다