Organik Güneş Hücreleri için Boşluk Transport Tabakalarının Geliştirilmesi ve Verimliliğe Etkisinin İncelenmesi


Özen Y.(Yürütücü), Candan İ. , Çetinkaya Ç., Kınacı B.

Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2020 - 2021

  • Proje Türü: Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje
  • Başlama Tarihi: Nisan 2020
  • Bitiş Tarihi: Nisan 2021

Proje Özeti

Bu projede, ters çevrilmiş bulk-heteroeklem (Bulk Heterojunction, BHJ) organik güneş hücrelerinde (Organic Solar Cells, OSCs) Boşluk Transport Tabakalalarının (Hole Transport Layer, HTL) geliştirilmesi üzerine çalışmalar yapılacaktır. Bu kapsamda üretilecek olan yapılarda, geçirgen alttaş/geçirgen katot olarak Cam/FTO, elektron transport tabakası (Electron Transport Layer, ETL) olarak ZnO, aktif  bölge için P3HT:PCBM polimer karışımı ve HTL olarak MoO3, V2O5 veya WO3 kullanılacaktır. 

Geliştirilecek olan tüm yapılarda geçirgen alttaş/geçirgen katot/ETL/aktif tabaka (FTO/ZnO/P3HT:PCBM) kısımları aynı olacaktır ve aktif bölge üzerindeki HTL’ler değiştirilecektir. ETL olarak ZnO ve HTL olarak MoO3, V2O5  ve WO3  kaplamaları sıçratma tekniği kullanılarak kaplanacaktır. Üretilecek olan organik güneş hücrelerinden, literatürde incelenen ve HTL tabakası olarak geçiş metal oksit tabakası kullanılarak elde edilen organik güneş hücrelerine göre %15-20’lik verimlilik artışı hedeflenmektedir.

Proje kapsamında üretilecek FTO/ZnO/P3HT:PCBM/HTL(MoO3, V2O5  veya WO3)/Anot yapılarının her bir katmanının yapısal karakterizasyonu Yüksek Çözünürlüklü X-Işını Kırınımı (High Resolution X-ray Diffraction, HR-XRD) ölçümleri, optik karakteristikleri Morötesi-Görünür Bölge (Ultraviolet-Visible, UV-Vis) ölçümleri ve yüzey analizleri Atomik Kuvvet Mikroskobu (Atomic Force Microscope, AFM) ölçümleri alınarak yapılacaktır. Bu  sayede, inceleme sonucu her bir ince filmin yüzey morfolojisi, yapısal ve optik karakteristikleri belirlenerek güneş hücrelerinin fotovoltaik parametreleri üzerine etkileri karşılaştırılmalı olarak araştırılmış olacaktır. 

Güneş hücrelerinin fotovoltaik  performansını değerlendirmek için solar simülatör kullanılarak AM 1.5G aydınlatma altında akım yoğunluğu (current density, J) –voltaj (voltage, V) ölçümleri gerçekleştirilecektir. Böylece hücrelerin fotovoltaik parametreleri olan kısa devre akımı (short-curcuit current, JSC  ), açık devre gerilimi (open-curcuit voltage, VOC), dolgu faktörü (fill factor, FF) ve güç dönüşüm verimliliği (power conversion efficiency, PCE ,𝜂) gibi hücre performans ölçütlerini veren değerler hesaplanacaktır.