Device physics of polymer:fullerene bulk heterojunction solar cells

Aan de toenemende energiebehoefte kan worden voldaan door energie op te wekken uit zonlicht; organische zonnecellen bieden de mogelijkheid om dit op een goedkope en duurzame voor elkaar te krijgen. De efficientie van organische zonnecellen die bestaan uit een mengsel van een geconjugeerd polymeer (donor) en een fullereen derivaat (acceptor) is zeer gevoelig voor de morfologie van de actieve laag. In het eerste deel van dit proefschrift wordt een relatie tussen de morfologie en de efficientie opgesteld. De elektronische eigenschappen en de morfologie van verschillende organische zonnecellen worden experimenteel bepaald; de resultaten dienen vervolgens als invoer voor een model dat de uitgangsstroom van de zonnecel bepaald. Vervolgens laat dit werk zien hoe de verhouding tussen recombinatie- en extractiesnelheden van ladingsdragers verantwoordelijk is voor de grootte van de vulfactor van een organische zonnecel. De vulfactor is een van de bepalende parameters voor de efficientie van zonnecellen. Dit proefschrift laat zien waarom de vulfactor van organische zonnecellen zo gevoelig is voor veranderingen van de actieve laagdikte, licht intensiteit en materiaaleigenschappen. Tenslotte wordt de stabiliteit van polymeer:fullereen mengsels behandeld. Waarbij vooral de UV-geinduceerde verslechtering van PTB7:[70]PCBM mengsels in een inerte omgeving is bestudeerd. Het wordt aangetoond dat het elektronentransport vermindert onder invloed van UV-licht en dat deze verslechtering alleen plaatsvind wanneer beide materialen worden blootgesteld aan UV-licht.