| Oranik Güneş Pilleri |
 |
Organik güneş pili sandaviç şeklinde ince film organik
yarıiletken arasında farklı work functionlara sahip iki
elektrod ile yapılabilir. Work function, materyaldan bir
elektronu çekmek için gerekli enerji miktarıdır. Böyle diod
yapıldığında, düşük-work-function metal akışıdan yüksek-work-function
metaline Fermi düzeylerine kadar elektronlar, yapı boyunca
eşitlenilirler. Bu, yarı iletken içinde var olan elektrik
alanını düzenler. Organik yarı iletken, ışığı yuttuğunda,
elektronlar, iletken bandında oluşturulurlar ve holler
(pozitif yük taşıyıcıları), valans bandında oluşturulurlar.
Böylece, prensip olarak, içinde var olan elektrik alanı,
ışıkla üretilen elektronları düşük-work-functıon elektroduna
yüksek-work-functıon elektroduna çekebilir . Yani yük
taşıyıcıları kimyasal potansiyel farkla sürülen anot ve
katoda taşınırlar . Bu şekilde akım ve voltaj üretilir.
|
|
|
Bir enerji dönüşüm cihazı olarak verimlilik önemli bir
parametredir. Cihazların verimini yükseltmek için maddelerin
yutma katsayıları uyarma ayırma oranları ve yük taşıyıcısı
oynaklığı gibi birçok durumlar göz önünde bulundurulmalıdır.
Her şeyden önce uyarımlar oluşturabilmek için aktif
tabakanın gelen fotonları mümkün olduğu kadar yutmalıdır.
Aktif tabakanın kalınlığı birçok polimerin düşük yük
taşıyıcı hareketliliğiyle kısıtlanmışsa da tipik olarak
birkaç yüz nanometre mertebesinde olabilir . Bu nedenle
güneş spektrumluyla uyumlu aktif katmanın yutma spektrumu ve
100–200 nm lik ince filmlerdeki solar radyasyon yutmasının
maksimize edilmesi izlenmesi gereken önemli bir konudur.
Bununla beraber 2 eV un üstündeki bant aralıklı polimerler
sadece ulturaviyole (uv) radyasyonu görünür bölgedeki yeşil
bölgeyi yutarlar . Uzun dalga uzunluklarındaki (>600nm)
radyasyon diyotlardan geçer ve bu foton akımına azda olsa
yardımcı olur ki bu solar fotonların yaklaşık %80 inin
kullanılmadığı anlamına gelir.
Düşük bant aralıklı polimerlerden yapılan güneş pilleri daha
önce çalışılmıştır . Genel olarak düşük bant aralığına
dayalı güneş pilleri uzun dalga boylu fotonların
yutulmasında düşük foto voltaj verilir. Çeşitli bant
aralıklarda bir grup değişik polyfluorne kopolimerler
sentezlenmişlerdir ve bu kopolimerlerin bazılarına dayalı
güneş pilleri 1 V luk etkileyici bir foto voltaj
sergilemişlerdir. Organik güneş pillerinin geleceği çok
parlaktır. Yukarıda bahsedilen işlemleri optimize ederek
yüzde 20’lik bir verim elde edilebilir. |
||
 |
||
|
Organik
Güneş Pili Yapımı
Polimer güneş pilleri, biri gelen ışığı geçirmesi
için geçirgen elektrot olmak üzere iki elektrot arasındaki
aktif bir tabaka yerleştirerek yapılır.
Aktif tabaka genellikle, farklı elektron ilgileri
olan iki maddeden meydana gelir. Aktif tabaka bileşimi
polimer/polimer veya polimer/ molekül olabilir. Burada bir
madde daha düşük elektron ilgisi ile elektron vericisi gibi
ve diğer madde, yüksek elektron ilgileri ile elektron
alıcısı gibi davranır. Aktif tabakanın geometrisi ya tek
karışım ya da ikili karışım şeklindedir. Polimer güneş
pilleri üç temel sürece dayanır.
Bunlar: yaratıcı uyarma, ayrıştırıcı uyarma ve
serbest yük taşıyıcı toplamadır. İlk olarak gelen ışık
emilerek uyarımlar aktif katman içinde oluşturulur. Sonra
uyarımlar aktif tabakada yayılırlar ve serbest yük
taşıyıcıları oluşturmak için farklı elektron ilgili iki
madde arasındaki ara yüzde ayrışırlar ve son olarak yük
taşıyıcıları kimyasal potansiyel farkla sürülen anot ve
katoda taşınırlar. (Brabec, at al, 2001)
Yarı iletken polimeri ITO (indium thin oxide) üzerine
kaplayıp polimer üzerinden Al,Ag veya Au kontak alınarak
yapılan piller en temel pillerdir.
Güneş pillerinde kullanılan bazı polimerler |
||
