Organik Güneş Pilleri (Hücreleri)

Güneş pilleri (hücreleri) basit olarak ışık enerjisini elektrik enerjisine iki basamaklı bir süreç ile dönüştüren cihazlardır. İlk aşamada ışığın absorpsiyonu sonucu yapıda bulunan yarı iletken materyallerde (p-tipi ve n-tipi) negatif yüklü elektron ve pozitif yüklü boşluk (hole) çifti oluşur. İkinci aşamada ise elektron ve boşluklar aygıt yapısı yardımı ile ayrılarak uçlara (terminallere) doğru (elektronlar negatif uca doğru, boşluklar ise pozitif uca doğru) hareket ederler bu süreçte de elektrik gücü elde edilir. Geleneksel olarak inorganik yarı iletken materyallerin (Si, Ge, GaAs vs) ağırlıkla kullanıldığı güneş pillerinde son zamanlarda farklı materyallerin kullanılması çalışmaları hızlanmıştır. Bu tür güneş pillerinden biri de organik güneş pilleridir. Organik materyaller ucuz, kolayca bulunan düşük sıcaklıklarda kolayca işlenebilen, çok ince film yapmaya elverişli ve esnek yapısı ile bu konuda öne çıkmaktadır. Fakat genel olarak organik materyaller yalıtkan özelliği sahiptirler. Bu sorun konjige organik materyallerin (konjige polimerlerin) güneş pillerinde kullanımı ile aşılmış olup optik absorpsiyon ve yük taşınımları yapılarındaki pi orbitalleri vasıtası ile mümkün olmakta ve güneş pillerinde elektrik gücü üretimi için gerekli özellikleri elde edebilmektedir. Genel olarak üç farlı yapıda organik güneş pili yapmak mümkündür; 1. Homojunctions: En basit yapıdır, bir tabaka tek bir organik materyalin iki farklı iletkenliğe sahip kontak (genellikle ITO ve Al veya Ca veya Mg) arasına sıkıştırılması ile elde edilir yeterli performansa sahip değildir. 2. Heterojunctions: Homojunctions yapıya göre daha iyi bir performansa sahip olan heterojunctions yapıda n-tipi verici (donor) ve p-tipi alıcı (acceptor) olmak üzere iki farklı organik materyal kullanılmaktadır. Bu iki farklı materyalin oluşturduğu ara yüzeydeki etkileşimlerinde katkısı ile klasik güneş pillerindeki mekanizmaya benzer bir mekanizma ile (ışığın absorpsiyonu sonucu yapıda elektron- boşluk çifti oluşmakta, oluşan bu elektron ve boşluklar ayrılarak uçlara hareket ederler bu süreçte) elektrik gücü elde edilmektedir. 3. Dispersed Heterojunctions: Organik güneş pillerinde devrim sayılabilecek bir aşamadır ve diğer iki yapıya göre performansı oldukça iyi performansa sahiptir. N-tipi verici (donor) ve p-tipi alıcı (acceptor) yapıdaki iki farklı organik materyalin birbirleri içerisinde dağıtılması (dispers edilmesi) ile elde edilmektedir. Bu yapıda oluşan elektron-boşluk çifti daha verili bir şekilde ayrılmakta ve uçlara doğru daha az kayıp ile (daha uzun ömürlü ve hızlı) hareket edebilmektedir. Bu süreçte ise elektrik gücü üretimi daha verili bir şekilde gerçekleşmektedir.

Kaynaklar

Vikipedi

Organik Güneş Pilleri (Hücreleri)

Organik Güneş Pilleri (Hücreleri) Hakkında Detaylı Bilgi

Kaynaklar

Görüşler ve Yorumlar