ارائه ساختاری جدید برای پیل‌های فتوولتائیک

ادوات فتوولتائیک هیبرید آلی معدنی یکی از گزینه‌های بسیار جالب توجه برای استفاده در نسل جدید پیل‌های خورشیدی لایه نازک با کارایی بالا هستند. با این حال در مقایسه با پیل‌های خورشیدی معدنی نظیر Si, Cu(InGa)Se2 و فولرین این پیل‌های فتوولتائیک عملکرد ضعیفی دارند. با این تفاسیر، نیاز مبرمی برای تحقیقات پایه پیرامون این مواد وجود دارد در واقع باید حالت انرژی، پیکربندی و تراز شدن پیوندها در این سیستم مورد بررسی قرار گرفته تا عملکرد پیل‌ها بهبود یابد.

در یک پژوهش جدید که نتایج آن در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Hybrid Cu2O Diode with Orientation-Controlled C60 Polycrystal به چاپ رسیده است، ماسونوبو ایزاکی و همکارانش دستگاه فتوولتائیک هیبریدی p-Cu2O/C60 تولید کردند. این سیستم روی زیرلایه‌ای از جنس سیلیسیم که دارای پوششی از جنس طلا می‌باشد ایجاد شده است. برای تولید این سیستم باید لایه‌ Cu2O با استفاده از لایه نشانی الکتریکی ایجاد شده و سپس با استفاده از تبخیر خلاء، لایه فولرین به‌عنوان لایه گیرنده روی آن قرار می‌گیرد.
تصاویر FESEM از سطح مقطع این سیستم فتوولتائیک هیبریدی p-Cu2O/C60/BCP تهیه شده است. شکل شماتیک ساختار Cu2O و C60 در تصویر زیر آمده است. لایه فولرین به‌صورت پیکربندی مولکولی مکعبی مرکز پر روی لایه Cu2O با جهت گیری <111> ایجاد می‌شود. جهت‌گیری ارجح در این لایه نشانی از حالت تصادفی به‌صورت جهت‌گیری <111> تغییر می‌کند.

 این تغییر جهت‌گیری کاملا بستگی به روش لایه نشانی دارد. از سوی دیگر ویژگی‌های الکتریکی این دستگاه فتوولتائیک بسته به نوع پیکربندی فولرین تغییر می‌کند. در صورتی که این سیستم دارای ساختاری با نسبت<111>-Cu2O/<111>-fcc- C60/ نزدیک به یک باشد آنگاه خواص الکتریکی این سیستم اصلاح شده است.

 نتایج به‌دست آمده در این پژوهش برای پیکربندی سیستم‌های نیمه‌هادی آلی و معدنی بسیار مفید بوده و همچنین نانوساختارهایی برای استفاده در لایه جاذب ادوات فتوولتائیک هیبریدی ارائه می‌کند.