Se ha hecho un descubrimiento sorprendente sobre las células solares orgánicas / inorgánicas híbridas. Contrariamente a lo esperado, un diodo compuesto por el PEDOT orgánico conductor: PSS y un material absorbente de silicio tipo n se comporta más como una unión pn entre dos semiconductores que como uncontacto semiconductor de metal diodo Schottky.
Estos resultados ahora se han publicado en el Naturaleza diario Informes científicos y podría señalar el camino hacia mejoras en las células solares híbridas.
El sistema que investigaron se basa en obleas de silicio de tipo n convencionales recubiertas con la mezcla de polímeros altamente conductivos PEDOT: PSS y muestra una eficiencia de conversión de potencia de aproximadamente el 14%. Esta combinación de materiales es investigada actualmente por muchos equipos en la investigacióncomunidad.
"Examinamos sistemáticamente las curvas características, la corriente oscura y la capacidad de dichos dispositivos que utilizan obleas de silicio con diferentes concentraciones de dopaje", explica Sara Jäckle, autora principal del artículo y estudiante de doctorado en el equipo del profesor Silke ChristiansenInstituto HZB de Nano-arquitecturas para la Conversión de Energía y líder del grupo de investigación en el Instituto Max Planck para la Ciencia de la Luz MPL en Erlangen. "Aprendimos que las curvas características en la oscuridad, así como el voltaje de circuito abierto de la energía solarlas células dependen de la concentración de dopaje de la oblea de silicio. Este comportamiento y el orden de magnitud de los valores medidos no se corresponden en absoluto con los de una unión Schottky típica ".
El resultado es sorprendente porque el silicio tipo n es un semiconductor típico, mientras que PEDOT: PSS generalmente se describe como un conductor metálico. Por lo tanto, hasta ahora se suponía que existiría una unión semiconductora metálica típica entre estos dos materiales., uno que puede ser descrito por la ecuación de Schottky.
Respaldado por mediciones también en colaboración con el equipo de investigación del Prof. Klaus Lips Laboratorio in situ de materiales de energía de Berlín EMIL, Instituto de nanoespectroscopía, los datos y una comparación con modelos teóricos demuestran lo contrario.tipo silicio, la capa orgánica conductora se comporta como un semiconductor de tipo p en lugar de un metal ". Los datos muestran una dependencia del grado de dopaje en el material n al igual que una heterounión entre un semiconductor de tipo p y n,"dice Sara Jäckle.
"Este trabajo trata un aspecto muy importante de este tipo de sistemas híbridos, a saber, el comportamiento en la interfaz", dice Silke Christiansen. "Los resultados probablemente también sean válidos para otros sistemas híbridos, importantes para la energía fotovoltaica u otras aplicaciones optoelectrónicas comocomo células solares de perovskita. Sugieren nuevas formas de optimizar dispositivos ajustando las propiedades de la interfaz ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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