P3HT:PCBM Fotoaktif Tabanlı Tersine Çevrilmiş Polimer Güneş Hücrelerinin Üretimi ve Karakterizasyonu


CANDAN İ. , ÖZEN Y.

Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, cilt.7, ss.916-926, 2019 (Diğer Kurumların Hakemli Dergileri)

  • Cilt numarası: 7 Konu: 4
  • Basım Tarihi: 2019
  • Doi Numarası: 10.29109/gujsc.621144
  • Dergi Adı: Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji
  • Sayfa Sayısı: ss.916-926

Özet

Bu çalışmada, SnO2, TiO2 ve ZnO şeffaf metal oksit ince filmler kullanılarak tersine çevrilmiş güneş hücreleri üretildi. Cam/flor katkılı kalay oksit (Glass/FTO) alttaşlar ve P3HT:PCBM polimer foto-aktif katmanı kullanılarak Cam/FTO/SnO2/Polimer/MoO3/Ag, Cam/FTO/TiO2/Polimer/MoO3/Ag ve  Cam/FTO/ZnO/Polimer/MoO3/Ag güneş hücresi yapıları üretildi. Şeffaf metal oksitler püskürtme yöntemi, polimer tabası ise dönel kaplama yöntemi kullanılarak kaplandı. Kaplama sonrası SnO2, TiO2, ZnO ve  P3HT:PCBM  polimer katmanlarının yüzey morfolojileri Atomik Kuvvet Mikroskopu (AFM) yardımı ile analiz edildi. Ayrıca, polimer katmanının kaplama sonrasında zamana göre kuruma süreci görüntülendi. Üretilen tersine çevrilmiş güneş hücrelerinde elektron taşıma tabakası olarak görev yapan şeffaf metal oksitlerin güneş hücrelerinin fotovoltaik performansına etkileri AM 1.5 Güneş altına incelendi ve püskürtme yöntemi ile kaplanan SnO2, TiO2 ve ZnO tabakalarına sahip hücrelerin güç dönüşüm verimlilikleri sırayla %1.62, %2.78 ve %3.32 olarak ölçüldü.

In this study, inverted polimer solar cells were produced by using transparent metal oxides of SnO2, TiO2 ve ZnO thin films. The solar cell structures of Glass/FTO/SnO2/Polymer/MoO3/Ag, Glass/FTO/TiO2/Polymer/MoO3/Ag and Glass/FTO/ZnO/Polymer/MoO3/Ag were produced by using Glass/fluorine doped tin oxide (Glass/FTO) substrates and P3HT:PCBM polymer photoactive layer. A sputterring system was used to coat the transparent metal oxides and a spin coating system was used to deposit polymer layer.  The surface morphologies of  SnO2, TiO2, ZnO and P3HT:PCBM polymer layers analyzed by Atomic Force Microscope (AFM). Moreover, the drying process of the polymer layer over time after coating was pictured. The effects of transparent metal oxides as electron transport layer on photovoltaic performance of produced inverted polimer solar cells under AM 1.5 solar illumination was examined and the power conversion efficiencies (PCE) of cells wıth SnO2, TiO2 and ZnO layers were measured as 1.62%, 2.78% and 3.32%, respectively.