Organische Solarzellen

Silziumnanowire (SiNW)/ Polymer Hybridsolarzellen

SiNW/ Polymer Hybridsolarzellen bieten die Chance, die Vorteile von organischen Halbleiterpolymeren (hohe Absorptionskoeffizienten, variables Bandgap, einfaches Processing aus Lösungen, preiswert) mit denen anorganischer Halbleiter (hohe Ladungsträgermobilitäten, hohe intrinsische Stabilität, breitbandige Lichtabsorption) zu kombinieren.

Die Vorteile von Hybridsolarzellen auf der Basis von Nanowire-Teppichen befüllt mit organischen Halbleiterpolymeren sind

-       großes Interface zwischen p- und n-Leiter (Halbleiterpolymer & SiNW)

-       jeweils getrennte Transportpfade für Löcher und Elektronen

-       kurze Wege für beide Sorten Ladungsträger

-       effektiverer Ladungstransport

-       verbesserte Lichtabsorption (z.B. durch Oberflächenvergrößerung, Light-Trapping oder komplementäre Absorption
        von organischem und anorganischem Halbleiter)


Zwei Konzepte idealisierter Hybridsolarzellen basierend auf anorganischen
SiNW befüllt mit organischem Halbleiterpolymer

 

Eine Alternative ist das Einmischen von Si-Nanowire in die photoaktive Schicht von klassischen Polymersolarzellen, um die Technologievorteile von Polymersolarzellen nicht zu verlieren.

Die Arbeiten erfolgten in enger Kooperation mit dem Institut für Photonische Technologien (IPHT) Jena (SiNW Präparation) und weiteren Partnern (TU Ilmenau, Universität Jena, Jenpolymer Materials Ltd. & Co. KG) im Rahmen eines BMBF-Verbundprojektes (HyPoSolar).

 

Increasing the efficiency of polymer solar cells by silicon nanowires
B. Eisenhawer, S. Sensfuss, V. Sivakov, M. Pietsch, G. Andrä, F. Falk; Nanotechnology 22 (2011) 315401 (7pp) doi:10.1088/0957-4484/22/31/315401