O princípio de funcionamento das células solares orgânicas inclui principalmente quatro etapas importantes: (1) a camada ativa absorve fótons e gera excitons; (2) os excitons se difundem para a camada de interface do aceitador; (3) os excitons se separam em positivos e negativos na camada de interface de carga e migram para os eletrodos positivo e negativo; (4) Os eletrodos positivos e negativos coletam cargas positivas e negativas.
A estrutura do dispositivo de células solares orgânicas pode ser dividida em dispositivos Schottky de camada única, dispositivos de heterojunção de camada dupla, dispositivos de heterojunção em massa e dispositivos empilhados.
Estrutura do dispositivo Schottky de camada única e princípio de funcionamento
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Devido às diferentes funções de trabalho dos dois eletrodos, uma barreira de Schottky (região de curvatura de banda W) será formada entre o semicondutor orgânico e o eletrodo com uma função de trabalho inferior, ou seja, um campo elétrico embutido. Sob a luz, os materiais semicondutores orgânicos absorvem a luz e geram excitons. Devido à grande força de Coulomb, esses excitons não podem ser separados em elétrons livres e lacunas. O comprimento de difusão de excitons em semicondutores orgânicos é geralmente muito pequeno. Apenas excitons que se difundem perto da barreira Schottky têm chance de ser separados. Portanto, a eficiência de conversão de energia das baterias de estrutura Schottky de camada única é muito baixa. Nas pesquisas atuais de células solares orgânicas, essa estrutura raramente é mais usada.
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