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Wir berichten über eine Barium (Ba) Kathodenschicht für Bulk-Heterojunction-Solarzellen, die den Füllfaktor (FF) der p-DTS(FBTTh2)2/PC71BM BHJ-Solarzelle auf bis zu 75,1% erhöhte, was einen der höchsten Werte für eine organische Solarzelle darstellt. Die externe quantenmechanische Effizienz überschreitet 80%. Die Analyse der Rekombinationsmechanismen anhand der Strom-Spannungs (J-V) Eigenschaften bei verschiedenen Lichtintensitäten in der BHJ-Solarzelle zeigt, dass Ba die durch Fallen unterstützte Shockley-Read-Hall (SRH) Rekombination an der Grenzfläche verhindert und bei unterschiedlichen Dicke von Ba die Rekombination von monomolekular zu bimolekular verschiebt. Darüber hinaus erhöht Ba den Shunt-Widerstand und verringert den Serienwiderstand signifikant. Dies führt zu einer Erhöhung der Wahrscheinlichkeit der Ladungssammlung, was zu einem hohen FF führt. Diese Arbeit identifiziert eine neue Kathodeninterlage, die alle berichteten Interlagen hinsichtlich der Erhöhung des FF übertrifft und zu einer hohen Energieumwandlungseffizienz führt und bedeutende Auswirkungen auf die Verbesserung der Leistung von BHJ-Solarzellen hat.
Gupta et al. (Di,) haben diese Frage untersucht.