Análise teórico-experimental sobre mecanismos de transporte em células solares orgânicas de P3HT e PCBM (2018)
- Authors:
- Autor USP: AMORIM, DANIEL ROGER BEZERRA - IFSC
- Unidade: IFSC
- Sigla do Departamento: FCM
- Subjects: CÉLULAS SOLARES; FILMES FINOS
- Keywords: Bimolecular recombination; Células solares orgânicas; Fotocorrente; Organic solar cells; Photocurrent; Recombinação bimolecular
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: As células solares orgânicas, também conhecidas como (OPVs), fazem parte da terceira geração dos dispositivos fotovoltaicos. Entre outras tecnologias emergentes, a dos OPVs tem a vantagem de ser de fácil processamento e de baixo custo. Ou seja, uma tecnologia comercialmente promissora na área de conversão de energia solar em energia elétrica. No entanto, grandes desafios precisam ser superados para colocar estas células no mercado dos fotovoltaicos. Dentre esses desafios, pode estar incluído, inevitavelmente, a compreensão dos processos físicos envolvidos na fotogeração em OPVs, dentre os quais pode-se destacar o da recombinação de cargas fotogeradas. A recombinação é o principal responsável pela perda de eficiência em OPVs, uma vez que ela elimina uma fração relativamente grande de portadores de carga, diminuindo consideravelmente a potência de saída da célula. Para estudar este efeito indesejado em células orgânicas, desenvolvemos um modelo analítico para fotocorrente em OPVs do tipo bulk heterojunction (BHJ), assumindo uma recombinação bimolecular de cinética de segunda ordem. O modelo é representado por uma expressão analítica obtida a partir das equações fundamentais da eletrodinâmica clássica, onde despreza-se a contribuição da corrente de difusão e as mobilidades dos elétrons e dos buracos são consideradas iguais. Essa expressão foi de grande valia na análise dos resultados experimentais, sobretudo os de corrente-tensão (J-V) sob iluminação, e além disso, ela permitiuextrair parâmetros intrínsecos do transporte de carga, como mobilidade e coeficiente de recombinação. Neste sentido, foram fabricados dispositivos cuja estrutura foi ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Ca/Al, e com eles foram realizados inúmeros experimentos. As técnicas usadas na parte experimental foram: medidas J-V, no escuro e sob iluminação, medidas de transiente de fotovoltagem (TPV), de transiente de fotocorrente (TPC), e de Foto-CELIV (Charge Extraction Linear Increasing Voltage). Usamos como parâmetros experimentais a temperatura e intensidade de iluminação. Das medidas J-V sob iluminação, foram extraídos os parâmetros essenciais da célula: corrente de curto (Jsc), potencial de circuito aberto (Voc), fator de preenchimento (FF) e a eficiência (PCE). A partir das abordagens experimental e teórica, exploramos a influência da recombinação bimolecular no comportamento fotovoltaico dos dispositivos. O desenvolvimento do modelo teve contribuição de trabalhos que se basearam em modelagem numérica a partir de condições físicas semelhantes às usadas em nosso tratamento e que foram levadas em consideração no processo de análise dos resultados experimentais
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2018
- Data da defesa: 18.04.2018
-
ABNT
AMORIM, Daniel Roger Bezerra. Análise teórico-experimental sobre mecanismos de transporte em células solares orgânicas de P3HT e PCBM. 2018. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2018. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-11062018-115130/. Acesso em: 28 dez. 2025. -
APA
Amorim, D. R. B. (2018). Análise teórico-experimental sobre mecanismos de transporte em células solares orgânicas de P3HT e PCBM (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-11062018-115130/ -
NLM
Amorim DRB. Análise teórico-experimental sobre mecanismos de transporte em células solares orgânicas de P3HT e PCBM [Internet]. 2018 ;[citado 2025 dez. 28 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-11062018-115130/ -
Vancouver
Amorim DRB. Análise teórico-experimental sobre mecanismos de transporte em células solares orgânicas de P3HT e PCBM [Internet]. 2018 ;[citado 2025 dez. 28 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-11062018-115130/ - Effect of temperature on the electrical conductivity of polyaniline/cashew gum blends
- Study of electrical transients in organic solar cells based on PBDTT-FTTE:PC71BM with and without additive solvent
- Series and shunt resistances performance of PTB7-Th:PC71BM solar cells when in contact with the environment
- Analytical model of second order recombination for photocurrent of organic solar cells
- Scale effects of the active area on the performance of organic photovoltaic when exposed to air
- Effects of air exposition on series and shunt resistances of a solar cell based on PTB7-Th:PC71BM
- Analytical model for photocurrent in organic solar cells as a function of the charge-transport figure of merit including second-order recombination
- Analysis of electrical transients in the fourth quadrant of thin films photovoltaics: the case of organic bulk heterojunction solar cell
- ZnO nanoparticles, nanorods, hexagonal plates and nanosheets produced by polyol route and the effect of surface passivation by acetate molecules on optical properties
- Electrical performance of PTB7-Th:PC71BM solar cell when in contact with the environment
How to cite
A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas
