Οπτοηλεκτρονική μοντελοποίηση οργανικών φωτοβολταϊκών ενισχυμένων με πλασμονικά νανοσωματίδια
| dc.contributor.author | Θεοδώση, Άννα | el |
| dc.date.accessioned | 2019-12-10T11:23:34Z | |
| dc.date.available | 2019-12-10T11:23:34Z | |
| dc.identifier.uri | https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/29531 | |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.26268/heal.uoi.9594 | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ | * |
| dc.subject | Οργανικά φωτοβολταϊκά | el |
| dc.subject | Εντοπισμένα επιφανειακά πλασμόνια | el |
| dc.subject | Μεταλλικά νανοσωματίδια | el |
| dc.subject | Επανασυνδυασμός φορέων | el |
| dc.subject | Organic photovoltaics | en |
| dc.subject | Surface plasmon resonance | en |
| dc.subject | Metal nanoparticles | en |
| dc.subject | Carrier reconbination | en |
| dc.title | Οπτοηλεκτρονική μοντελοποίηση οργανικών φωτοβολταϊκών ενισχυμένων με πλασμονικά νανοσωματίδια | el |
| dc.title | Optoelectronic modeling of organic photovoltaic enhanced with plasmonic nanoparticles | en |
| heal.abstract | Οι υψηλότερες αποδόσεις οργανικών ηλιακών κυττάρων φτάνουν το 11-12% και είναι σημαντικά χαμηλότερες από αυτές των ανόργανων ηλιακών κυττάρων. Ωστόσο βελτιώνονται συνεχώς. Επιπλέον βελτιώνεται και η σταθερότητά τους με ανάπτυξη νέων οργανικών υλικών, ηλεκτροδίων, βοηθητικών στρωμάτων καθώς και με νέες μεθόδους επεξεργασίας. Οι χαμηλές αποδόσεις των οργανικών ηλιακών κυττάρων αποδίδονται στις χαμηλές ευκινησίες αγωγιμότητας των φορέων στα οργανικά υλικά σε συνδυασμό με υψηλούς ρυθμούς επανασυνδυασμού φορέων. Οι δύο αυτοί παράγοντες περιορίζουν σημαντικά το πάχος του φωτοενεργού στρώματος και συνεπώς το ποσό της απορροφημένης ακτινοβολίας. Μια λύση σε αυτό το πρόβλημα μπορούν να δώσουν τεχνικές παγίδευσης φωτός στο φωτοενεργό στρώμα χωρίς να απαιτείται αύξηση του πάχους του. Τέτοιες τεχνικές είναι για παράδειγμα η χρήση φωτονικών δομών, ή μεταλλικών νανοδομών. Από τις προηγούμενες τεχνικές, η πιο ευρέως διαδεδομένη είναι η χρήση μεταλλικών νανοδομών, που εκμεταλλεύεται τα πλασμονικά φαινόμενα για αύξηση της απόδοσης. Στην παρούσα εργασία γίνεται πλήρης οπτοηλεκτρονική μελέτη της συμπεριφοράς δύο διαφορετικών μεγεθών νανοσωματιδίων σε δύο διαμορφώσεις το καθένα μέσα στο φωτοενεργό στρώμα, κρατώντας σταθερό το πάχος του ενεργού στρώματος. Σκοπός είναι η μελέτη της επίδρασης της ευκινησίας των φορέων (ηλεκτρονίων και οπών, σε ένα εύρος από 10-7 έως 10-10 m2/Vs για τον καθένα) στην πλασμονική ενίσχυση που προκαλεί η κάθε πλασμονική διαμόρφωση. Τα αποτελέσματα συγκρίνονται κάθε φορά με τη διάταξη χωρίς νανοσωματίδια. Βρίσκουμε ότι για διαφορετικές τιμές των δύο ευκινησιών είναι διαφορετική η πλασμονική διαμόρφωση που δίνει την μέγιστη ενίσχυση στην απόδοση. Γενικά, δεν υπάρχει συνδυασμός τιμών ευκινησιών για τον οποίο να μην μπορούμε να βρούμε κατάλληλη πλασμονική διαμόρφωση. Στον αντίποδα, υπάρχουν περιπτώσεις που η λάθος πλασμονική διαμόρφωση μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρές απώλειες απόδοσης. Στις περισσότερες περιπτώσεις τις μεγαλύτερες απώλειες προκαλεί η περίπτωση των μικρών νανοσωματιδίων κοντά στην άνοδο, το οποίο έρχεται σε συμφωνία με τα οπτικά αποτελέσματα που είχαν μελετηθεί ήδη. | el |
| heal.abstract | The maximum organic solar cell efficiencies are about 11-12%. Meanwhile the inorganic solar cells have efficiencies of 25%. However the efficiency of organic solar cells is constantly increasing, as well as their stability, through improvements in materials (active polymers, electrodes’ materials etc.) and in their production processes. The low OSCs efficiencies come from the low charge carrier mobilities in the organic semiconductors and high recombination rates. These two factors limit the thickness of the active layers and therefore the absorption. In order to increase the absorption within the active layer, we use a variety of light trapping mechanisms like the use of photonic structures, or metallic nanostructures. The most widespread technique is the usage of plasmonic nanostructures, which takes advantage of the plasmonic phenomena in order to enhance the efficiency. In this work we perform a full optoelectronic study of the behavior of two different nanoparticle sizes under two configurations each inside the active layer, keeping the active layer thickness fixed. The target is to study the effect of carrier mobility (electrons and holes, in the range from 10-7 to 10-10 m2/Vs for each carrier) on the plasmonic enhancement each plasmonic configuration causes. The results are always compared to a device without nanoparticles. We find that for different mobility values there is a different plasmonic configuration that yields the highest performance enhancement. In general, there is no mobility value combination for which we cannot find a proper plasmonic configuration. On the flip side, there are cases where the wrong plasmonic configuration can lead to serious performance losses. In most cases the largest losses are caused by small nanoparticles close to the anode side, a fact that is in agreement with recent optical simulations. | en |
| heal.academicPublisher | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Πολυτεχνική Σχολή. Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών | el |
| heal.academicPublisherID | uoi | |
| heal.access | free | |
| heal.advisorName | Λοιδωρίκης, Ελευθέριος | el |
| heal.bibliographicCitation | Βιβλιογραφία: σ. 108-109 | el |
| heal.classification | Φωτοβολταϊκά | |
| heal.committeeMemberName | Λοιδωρίκης, Ελευθέριος | el |
| heal.committeeMemberName | Λέκκα, Χριστίνα | el |
| heal.committeeMemberName | Αυγερόπουλος, Απόστολος | el |
| heal.dateAvailable | 2019-12-10T11:24:34Z | |
| heal.fullTextAvailability | true | |
| heal.language | el | |
| heal.numberOfPages | 109 σ. | |
| heal.publicationDate | 2019 | |
| heal.recordProvider | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Πολυτεχνική Σχολή. Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών | el |
| heal.type | masterThesis | |
| heal.type.el | Μεταπτυχιακή εργασία | el |
| heal.type.en | Master thesis | en |
Αρχεία
Πρωτότυπος φάκελος/πακέτο
1 - 1 of 1
Φόρτωση...
- Ονομα:
- Μ.Ε. ΘΕΟΔΩΣΗ ΑΝΝΑ 2019.pdf
- Μέγεθος:
- 12.77 MB
- Μορφότυπο:
- Adobe Portable Document Format
- Περιγραφή:
Φάκελος/Πακέτο αδειών
1 - 1 of 1
Φόρτωση...
- Ονομα:
- license.txt
- Μέγεθος:
- 1.71 KB
- Μορφότυπο:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Περιγραφή: