ساخت پیل خورشیدی با استفاده از یک ماده آلی

یافته‌های جدید محققان ساخت پیل‌های خورشیدی فیلم نازک را آسان‌تر کرده است. پیش از
این دو نوع نیمه‌رسانای آلی برای ساخت این پیل‌ها مورد نیاز بود، اما وارد کردن
ناخالصی اکسید مولیبدن در فولرین نیمه‌رسانا استفاده از فتالوسیانین را غیرضروری می‌سازد.

گروهی از محققان موسسه علوم مولکولی در موسسه ملی علوم طبیعی ژاپن به رهبری پروفسور
ماساهیرو هیراموتو موفق شده‌اند با وارد کردن ناخالصی‌های اکسید مولیبدن (MoO3) در
فولرین رسانا، آن را از نوع n به نوع p تغییر دهند.

با وجودی که پیل‌های خورشیدی آلی به‌دلیل وزن پایین، انعطاف‌پذیری بالا و هزینه کم،
ابزارهای بسیار نویدبخشی به‌شمار می‌روند، هنوز نمی‌توان نوع رسانایی نیمه‌رساناهای
آلی را همانند سیلیکون با وارد کردن ناخالصی‌ها در آن کنترل کرد. در این نوع پیل‌ها
باید از دو نیمه‌رسانای آلی فولرین نوع n و فتالوسیانین نوع p استفاده کرد.

این محققان می‌دانستند که از MoO3 برای افزایش حفرات در مواد الکترولومینسانس آلی
استفاده می‌شود. آنها موفق شدند با تبخیر همزمان فولرین C60 و MoO3، نوع رسانایی
فولرین را از n به p تغییر دهند. سطح انرژی فرمی برای فیلم‌های C60 دُپ نشده 4/60 الکترون ولت است (اندازه‌گیری با استفاده از روش خازن ارتعاشی کلوین). این عدد با
دُپ کردن تبخیری با استفاده از MoO3 با غلظت ppm 3300 به سمت مثبت و تا سطح 5/88 الکترون ولت جابه‌جا شده و به انرژی لایه ظرفیت در
6/4 الکترون ولت نزدیک می‌شود.
ویژگی‌های فتوولتائیک موید خم شدن باند انرژی به سمت بالا در اتصال شاتکی شکل‌گرفته
در سطح تماس میان یک فلز (نقره) و فیلم C60 نوع p است که از طریق دُپ شدن با MoO3
تولید شده است. بدین‌ترتیب می‌توان تنها با استفاده از یک ماده (فولرین C60)، پیل
های خورشیدی آلی را تولید کرد.

جزئیات این تحقیق به‌صورت آنلاین در مجله Applied Physics Letters منتشر شده است.