+886-3-5590169
+886-3-5574282
info@syskey.com.tw

Ứng dụng

OPV / Pin mặt trời Perovskite

Pin mặt trời hữu cơ là một loại pin mặt trời quang điện sử dụng vật liệu thuộc loại bán dẫn hữu cơ. Công nghệ quang điện hữu cơ (OPV) đại diện cho một công nghệ quang điện gần đây giúp chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng. Một thiết bị OPV điển hình bao gồm một hoặc vài vật liệu hoạt tính quang học (photoactive materials) được kẹp giữa hai điện cực.

Trong một tế bào OPV, ánh sáng mặt trời được hấp thụ trong các lớp hoạt tính quang học bao gồm các vật liệu hữu cơ bán dẫn cho (donor) và nhận (acceptor) để tạo ra các dòng điện quang (photocurrents). Vật liệu cho sẽ nhường các electron và chủ yếu vận chuyển các lỗ trống, còn vật liệu nhận sẽ rút các electron và chủ yếu vận chuyển các electron. Như được mô tả trong Hình 2 (Figure 2), các vật liệu hoạt tính quang học này hấp thụ các photon từ ánh sáng mặt trời để hình thành các exciton, trong đó các electron bị kích thích từ vùng hóa trị lên vùng dẫn (quá trình hấp thụ ánh sáng). Do chênh lệch nồng độ (gradient nồng độ), các exciton khuếch tán đến bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu cho/nhận (quá trình khuếch tán exciton) và tách thành các lỗ trống tự do (hạt mang điện tích dương) và các electron (hạt mang điện tích âm) (quá trình phân tách điện tích). Một hiệu ứng quang điện được tạo ra khi các lỗ trống và electron di chuyển đến các điện cực tương ứng bằng cách đi theo pha cho hoặc pha nhận tương ứng (quá trình thu gom điện tích).

Hình 1. Cấu trúc của một thiết bị quang điện hữu cơ



Hình 2. Cơ chế hoạt động của một thiết bị quang điện hữu cơ hai lớp.


 

Pin mặt trời Perovskite

Một trong những thiết bị quang điện (PV) được phát triển gần đây với nhiều kỳ vọng hơn cả là Pin mặt trời Perovskite (PSC). Một tế bào pin mặt trời Perovskite bao gồm một hợp chất có cấu trúc Perovskite, phổ biến nhất là vật liệu lai hữu cơ-vô cơ dựa trên chì hoặc thiếc halide, đóng vai trò là lớp hoạt tính hấp thụ ánh sáng. Các ưu điểm của PSC về cơ bản giống như các ưu điểm của bán dẫn hữu cơ. Hơn nữa, chỉ trong vài năm ngắn ngủi, công việc phát triển vật liệu Perovskite đã tiến bộ nhanh chóng nhờ vào khả năng hấp thụ ánh sáng xuất sắc, chiều dài khuếch tán lớn và thời gian sống của hạt mang điện thiểu số dài của vật liệu này, dẫn đến hiệu suất thiết bị cao (trên 23%) cùng với những cơ hội lớn để hiện thực hóa một công nghệ chi phí thấp và có khả năng mở rộng quy mô công nghiệp. Tuy nhiên, để thương mại hóa PSC, vẫn cần một khoảng thời gian nữa để giải quyết một số vấn đề như chất lượng và độ dày của màng, hiện tượng phân hủy nhanh chóng do tiếp xúc với nhiệt độ, độ ẩm, tuyết, v.v., và bản chất độc hại của vật liệu.                                             

                                               Hình 3. Cấu trúc của một pin mặt trời Perovskite.

We use cookies to ensure that we give you the best experience on our website. If you continue to use this site we will assume that you are happy with it.(Privacy policy)

Refause