Organic Solar Cells: Theory, Experiment, and Device Simulation

این کتاب به شیوه ای شبیه به کتاب درسی، اصول اولیه یا سلول های خورشیدی آلی را پوشش می دهد، به محدودیت های تبدیل انرژی فتوولتائیک می پردازد و مقدمه ای کاملاً مصور از الکترونیک مولکولی با تمرکز بر اصل کار و خصوصیات خورشیدی آلی ارائه می دهد. سلول ها. فصل‌های بیشتر مبتنی بر پایان‌نامه نویسنده بر روی فرآیندهای الکتریکی در سلول‌های خورشیدی آلی با ارائه یک رویکرد drift-diffusion دقیق برای توصیف جداسازی اکسایتون و حمل و نقل و استخراج حامل بار تمرکز می‌کنند. نتایج، اگرچه بر روی سلول های خورشیدی مولکولی کوچک و با تمرکز بر روی سیستم مواد روی فتالوسیانین: C60 توضیح داده شده است، اما ماهیت کلی دارند. آنها رویکردهای تجربی را برای دریافت درک عمیق‌تر از فرآیندهای غالب در سلول‌های خورشیدی مبتنی بر لایه نازک آمورف به طور کلی پیشنهاد و نشان می‌دهند.

تمرکز اصلی بر تفسیر ویژگی‌های جریان-ولتاژ (منحنی J-V) است. . این تکنیک اندازه گیری بسیار استاندارد برای یک سلول خورشیدی، فرآیندهای الکتریکی در دستگاه را منعکس می کند. نویسنده با مقایسه داده‌های تجربی با شبیه‌سازی، دلایل منحنی‌های J-V S-شکل، نقش تحرک حامل بار و موانع انرژی در رابط‌ها، مکانیسم‌های نوترکیبی غالب، مشخصات تولید حامل بار، و سایر فرآیندهای محدودکننده کارایی در خورشیدی آلی را مورد بحث قرار می‌دهد. سلول ها. این کتاب با یک دستورالعمل توضیحی در مورد چگونگی شناسایی دلایل تغییرات در منحنی J-V به پایان می رسد.

این کتاب مقدمه مناسبی برای دانشجویان رشته های مهندسی، فیزیک، علم مواد و شیمی است که در زمینه آلی شروع می کنند. یا فتوولتائیک های لایه نازک هیبریدی. به همان اندازه برای متخصصان و متخصصان تجربی که دستگاه های سلول خورشیدی را تجزیه و تحلیل می کنند ارزشمند است.

This book covers in a textbook-like fashion the basics or organic solar cells, addressing the limits of photovoltaic energy conversion and giving a well-illustrated introduction to molecular electronics with focus on the working principle and characterization of organic solar cells. Further chapters based on the author’s dissertation focus on the electrical processes in organic solar cells by presenting a detailed drift-diffusion approach to describe exciton separation and charge-carrier transport and extraction. The results, although elaborated on small-molecule solar cells and with focus on the zinc phthalocyanine: C60 material system, are of general nature. They propose and demonstrate experimental approaches for getting a deeper understanding of the dominating processes in amorphous thin-film based solar cells in general.

The main focus is on the interpretation of the current-voltage characteristics (J-V curve). This very standard measurement technique for a solar cell reflects the electrical processes in the device. Comparing experimental to simulation data, the author discusses the reasons for S-Shaped J-V curves, the role of charge carrier mobilities and energy barriers at interfaces, the dominating recombination mechanisms, the charge carrier generation profile, and other efficiency-limiting processes in organic solar cells. The book concludes with an illustrative guideline on how to identify reasons for changes in the J-V curve.

This book is a suitable introduction for students in engineering, physics, material science, and chemistry starting in the field of organic or hybrid thin-film photovoltaics. It is just as valuable for professionals and experimentalists who analyze solar cell devices.