urn:nbn:de:hbz:468-20130312-112320-7 - Bergische Universität ...

1. Allgemeine Einleitung 3
Die Grenzschicht zwischen Elektronendonor und -akzeptor ist dabei für die Generierung des
Photostroms besonders wichtig. Nur die bei Anregung durch Strahlung entstehenden
Elektron-Loch-Paare, die sog. Excitonen, die in der Nähe der Grenzschicht (10-20 nm)
erzeugt werden, können zum Photostrom beitragen. [3] Bei der Weiterentwicklung der
Doppelschichtsolarzelle, der sog. Bulk-Heterojunction-Solarzelle („Misch-Solarzelle“), wird
die aktive Schicht (Elektronendonor und -akzeptor) als Blend aus Lösung aufgebracht. Dabei
entsteht durch Phasenseparation ein interpenetrierendes Netzwerk mit einer im Vergleich zur
Doppelschichtsolarzelle stark vergrößerten Oberfläche der Grenzschicht. Der Aufbau einer
Bulk-Heterojunction-Solarzelle ist in Abb. 2 gezeigt. [3]
Abb. 2: Schematischer Aufbau einer Bulk-Heterojunktion-Solarzelle (a) [3] und Struktur von P3HT (b)
Etwa 20 Jahre nach C. W. Tang‘s erster Doppelschichtsolarzelle wurden mit Bulk-
Heterojunction-Solarzellen Wirkungsgrade von etwa 5 % erreicht. Dabei hat sich Poly(3-
hexylthiophen) (P3HT) als besonders gutes Donormaterial erwiesen (s. Abb. 2) [1,11-15]
In den letzten Jahren konnte der Wirkungsgrad von Bulk-Heterojunction-Solarzellen durch
die Wahl der verwendeten Polymere deutlich auf Werte von bis 10 % verbessert werden. [16-19]
Durch Kombination zweier Bulk-Heterojunction-Solarzellen in Reihenschaltung zu sog.
Tandem-Solarzellen (Aufbau s. Abb. 3) kann der Wirkungsgrad nochmals gesteigert werden.
Abb. 3: Schematischer Aufbau einer Tandem-Solarzelle [20]