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

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I SC = 9,9 mA/cm², FF = 0,51, η = 3,38 %) fällt besonders die Erhöhung des
Kurzschlussstroms auf, die durch die Verringerung der isolierenden Schicht, dem damit
geringeren Rekombinationsverlust und dem verbesserten Ladungstransport ermöglicht wird.
Eine der besten Solarzellen dieser Untersuchung mit einem Wirkungsgrad von 3,23 % wurde
am Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) nochmals unabhängig geprüft und die
Stabilität der Solarzellleistung über vier Wochen festgestellt (Schutzgasatmosphäre;
s. Tabelle 1).
Tag der
I SC
V OC
FF
PCE
Messung #
[mA/cm²]
[mV]
[%]
1. * 9,9 660 0,50 3,23
4. 10,9 633 0,50 3,14
15. 11,4 629 0,45 3,23
27. 12,1 630 0,45 3,42
Tabelle 1: Stabilitätsuntersuchung der CdSe-QD/PCPDTBT-Solarzellen, # nach Herstellung der Solarzelle, *gemessen
von Bayer BTS, alle anderen von Fraunhofer ISE [79] , abgebildet mit freundlicher Genehmigung von Elsevier
Von bereits vor dem hier vorgestellten Projekt veröffentlichten Solarzellen mit CdSe-
Nanopartikeln war bekannt, dass die Verwendung von Nanorods und Tetrapods im Vergleich
zu Quantendots zu besseren Ladungsträgermobilitäten und Wirkungsgraden führen kann. [76]
Durch die Struktur der Nanopartikel (Stäbchen bzw. vier an einem Knotenpunkt verbundene
Stäbchen) werden elektrisch leitende „Pfade“ vorgegeben, die bei entsprechender Anordnung
auf direktem Weg zur Elektrode führen. Von der Verwendung von CdSe-Tetrapods mit
PCPDTBT wurde jedoch abgesehen, da die durchgeführte Synthese auf geringe
Ansatzgrößen beschränkt ist und größere Mengen der Nanopartikel nicht reproduzierbar
hergestellt werden konnten. CdSe-Nanorods dagegen lassen sich kontrolliert herstellen; es
wurde jedoch beobachtet, dass sie sich im Film bevorzugt horizontal statt vertikal anordnen
und so der Vorteil gegenüber den Quantendots, der „direkte Pfad“ zur Elektrode, nicht mehr
gegeben ist. [80,81] Um die horizontale Anordnung der Nanorods zu verhindern und so die
Solarzelleneigenschaften zu verbessern, wurden CdSe-QD/NR-Gemische (s. Abb. 28) als
Akzeptormaterialien mit PCPDTBT (M n = 19 000 g/mol, M w = 26 000 g/mol)
eingesetzt. [82,83]