Abstract
We demonstrate series-connected hybrid tandem multijunction photovoltaics by combining hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) and polymer-based organic photovoltaics (OPVs). To utilize the wide solar spectrum with cost-effective processes, we employed a solution-processed low band gap OPV subcell onto the a-Si:H subcell. The interfacial contact between the subcells strongly affects the photovoltaic performance of the tandem cells. By using MoO3 as an efficient hole transporting intermediate layer instead of the conventional conducting polymer, we obtained power conversion efficiency of 1.84% and open-circuit voltage (VOC) of 1.50 V which corresponds closely to the sum of VOCs of the subcells
چکیده
ما در اینجا فوتو ولتائیک های چند پیوندی تاندم و هایبریدی متصل شده به صورت سری را با استفاده از ترکیب سیلیکن بی نظم هیدروژنه (a-Si:H) و فوتو ولتائیک های آلی مبتنی بر پلیمر (OPVs) را نشان می دهیم. برای به کار بردن طیف خورشیدی گسترده با فرآیندهای مقرون به صرفه ، از زیرسلول OPV با گاف باند کوتاه تهیه شده در محلول بر روی زیر سلول a-Si:H استفاده کردیم. اتصال سطحی بین زیرسلول ها به شدت روی عملکرد فوتو ولتائیک سلول های تاندن تاثیر می گذارد. با استفاده از MoO3 به عنوان لایه میانی انتقال حفره کارآمد به جای پلیمر رسانای متداول، بازده تبدیل توانی برابر با 1.84% و ولتاژ مدار بازی (VOC) برابر با 1.50 V به دست آوردیم که این کاملا با مجموع VOC های زیرسلول ها مطابقت دارد.
1-مقدمه
سلول های خورشیدی با غشای نازک مبتنی بر سیلیکن بی نظم[1] هیدروژنه (a-Si:H) به علت قابلیت قابل توجه آنها به عنوان منابع انرژی تجدید پذیر کم هزینه، توجه زیادی به خود جلب کرده اند [1],[2]. هرچند سلول های خورشیدی-Si:H ولتاژ مدار باز (VOC) و فاکتور انباشتگی (FF) نسبتا بالایی تولید می کنند، بازده تبدیل توان (PCE) سلول های خورشیدی a-Si:H به علت طیف جذبی باریکشان در مقایسه با سلول های خورشیدی سیلیکون کریستالی، عمدتا به وسیله چگالی جریان اتصال کوتاه (JSC) خود محدود شده اند [2],[3]. اقدام پیشگامی به منظور بهبود راندمان از طریق به کار گیری طیف خورشیدی گسترده تر، روی سلول خورشیدی تاندم با استفاده از مفهوم "میکرومورف" با سلول جلویی a-Si:H و سلول پشتی سیلیکون میکروکریستالی (μc-Si:H) توسط Shah و همکاران انجام شده است [2],[4]. به هر حال به علت ضریب جذب پایین μc-Si:H، لایه جاذب ضخیم تری برای جذب نور کافی و تولید جریان نور مورد نیاز است...