Field-Dependent Charge Collection Model for Thin Film Organic Photovoltaics

Hasan KURT

doi:https://doi.org/10.46810/tdfd.732811

Makale detayları

Field-Dependent Charge Collection Model for Thin Film Organic Photovoltaics

Yazarlar:

Hasan KURT

Yayıncı:

Bingol University

Ana Başlıklar:

Uygulamalı fizik

Dergi:

Turkish Journal of Nature and Science 2020 Vol.9 Issue Özel Sayı, pp.135-140

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

10/2020

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000654815

Sıklık:

Üç Aylık

eISSN:

2149-6366

DOI:

https://doi.org/10.46810/tdfd.732811

Özet:

 

In this study, we developed a unified charge collection model using optical cavity dependent charge carrier generation and non-uniform built-in electric field distribution within a bulk heterojunction photovoltaic device. The charge collection model relies on the experimental inputs related to the charge carrier dynamics such as mobilities of charge carriers, recombination lifetime, and junction width of charge carrier species. Optical cavity modes and field strength were calculated using the experimental variable angle ellipsometry analysis of individual components of the devices. In order to evaluate the model, ambient processed PCDTBT:PC71BM based conventional and inverted derive architectures were utilized to underline the effect of unintentional doping and distinct optical cavity modes. The simulated external quantum efficiency and short-circuit current density profiles from the model were compared to the experimental results with differing active layers thicknesses and device architectures. The proposed charge collection model presented a high degree of correlation with the experimental results and underlined its validity for further application on other types of organic photovoltaic devices.

 

Bu çalışmada, bir bulk heteroeklem fotovoltaik cihaz içinde optik kaviteye bağlı yük taşıyıcı üretimini ve homojen olmayan elektrik alan dağılımını gözönünde bulunduran birleştirilmiş bir yük toplama modeli geliştirdik. Yük toplama modeli; yük taşıyıcıların mobiliteleri, rekombinasyon ömrü ve yük taşıyıcı türlerin bağlantı genişliği gibi yük taşıyıcı dinamiği ile ilgili deneysel girdilere dayanmaktadır. Optik kavite modları ve alan şiddeti, cihazların ayrı ayrı bileşenlerinin deneysel değişken açılı elipsometri analizi kullanılarak hesaplanmıştır. Modeli değerlendirmek için, istenmeyen doping ve farklı optik kavite modlarının etkisinin altını çizmek için hava ortamında üretilmiş PCDTBT: PC71BM tabanlı geleneksel ve ters organik fotovoltaik mimarileri kullanılmıştır. Modelden simüle edilen harici kuantum verimliliği ve kısa devre akım yoğunluğu profilleri, farklı aktif katman kalınlıkları ve cihaz mimarileri ile yapılan deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Önerilen yük toplama modeli, deney sonuçları ile yüksek derecede korelasyon göstererek diğer organik fotovoltaik cihazlarda da uygulaması için geçerliliğinin altını çizmiştir.

Makale detayları

Field-Dependent Charge Collection Model for Thin Film Organic Photovoltaics

Yazarlar: Hasan KURT

Yayıncı: Bingol University

Ana Başlıklar: Uygulamalı fizik

Dergi: Turkish Journal of Nature and Science 2020 Vol.9 Issue Özel Sayı, pp.135-140

Belge Tipi: Makale

Yayın Tarihi: 10/2020

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2000654815

Sıklık: Üç Aylık

eISSN: 2149-6366

DOI: https://doi.org/10.46810/tdfd.732811

Sayı

Yazarlar:

Hasan KURT

Yayıncı:

Bingol University

Ana Başlıklar:

Uygulamalı fizik

Dergi:

Turkish Journal of Nature and Science 2020 Vol.9 Issue Özel Sayı, pp.135-140

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

10/2020

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000654815

Sıklık:

Üç Aylık

eISSN:

2149-6366

DOI:

https://doi.org/10.46810/tdfd.732811