Universitat Rovira i Virgili
Marsal Garví, Lluís F. (Lluís Francesc)
2014-11-24
T 1921-2014
210 p.
Universitat Rovira i Virgili. Departament d'Enginyeria Electrònica, Elèctrica i Automàtica
En aquest treball es van fabricar cel · les solars orgàniques d'heterounió de volum, el qual van ser utilitzats diferents materials donadors i acceptors, com ara P3HT, PTB1 i PC70BM, PCBM, respectivament. L'anàlisi de procés de degradació va ser portat a terme en dispositius fotovoltaics on van ser presos aspecte com ara la preparacions de la barreja, control de morfologies en les capes actives, procés de tractament tèrmic i condicions d'entorn al qual van ser exposades les cel solars. En cada cas va ser usat la característica de corrent-voltatge per supervisar els paràmetres de rendiment del dispositiu fotovoltaic durant la seva operació en condicions de llum i baix foscor. Un model elèctric es va utilitzar per correlacionar els mecanismes físics amb els paràmetres de rendiment de la cel solar. A més, el protocol ISOS-D1 es va aplicar a les cel · les solars orgàniques sota diferents entorns per quantificar el temps de vida, estabilitat i identificar els mecanismes de degradació predominants en el mateix. Com a segona part d'aquesta tesi, les cèl · lules solars orgàniques interdigitadas d'heterounió van ser dissenyats, fabricats i caracteritzats elèctricament i òpticament. Les cel · les solars interdigitadas van ser comparades respecte les de bicapa i les de heterounió de volum. Tècniques d'extracció de càrrega i transitoris de fotovoltaje van ser aplicats per primera vegada sobre aquest tipus de cel solars. Els resultats van revelar que ambdues tècniques són adequades per a la caracterització de la variació de la densitat de càrrega sobre la polarització aplicada en aquest tipus de cel · les fotovoltaiques.
En este trabajo se fabricaron celdas solares orgánicas de heterounión de volumen, el cual fueron utilizados diferentes materiales donadores y aceptores, tales como P3HT, PTB1 y PC70BM, PCBM, respectivamente. El análisis de proceso de degradación fue llevado a cabo en dispositivos fotovoltaicos donde fueron tomados aspecto tales como la preparaciones de la mezcla, control de morfologías en las capas activas, proceso de tratamiento térmico y condiciones de entorno al cual fueron expuestas las celdas solares. En cada caso fue usado la característica de corriente-voltaje para monitorear los parámetros de rendimiento del dispositivo fotovoltaico durante su operación en condiciones de iluminación y bajo oscuridad. Un modelo eléctrico se utilizó para correlacionar los mecanismos físicos con los parámetros de rendimiento de la celda solar. Además, el protocolo ISOS-D1 se aplicó a las celdas solares orgánicas bajo diferentes entornos para cuantificar el tiempo de vida, estabilidad e identificar los mecanismos de degradación predominantes en el mismo. Como segunda parte de esta tesis, las células solares orgánicas interdigitadas de heterounión fueron diseñados, fabricados y caracterizados eléctricamente y ópticamente. Las celdas solares interdigitadas fueron comparadas con respecto las de bicapa y las de heterounión de volumen. Técnicas de extracción de carga y transitorios de fotovoltaje fueron aplicados por primera vez sobre este tipo de celdas solares. Los resultados revelaron que ambas técnicas son adecuadas para la caracterización de la variación de la densidad de carga sobre la polarización aplicada en este tipo de celdas fotovoltaicas.
In this work were fabricated organic solar cells of bulk heterojunction, which were used different donor and acceptor materials such as P3HT, PTB1 and PC70BM, PCBM, respectively. The analysis of degradation process was carried out on the photovoltaic devices where it were taken aspect as the blend preparations, control of morphologies on the active layers, annealing process and environment conditions that were exposed the solar cells. In each case was used current-voltage characteristic to monitor the performance parameters of the photovoltaic device during its operation in dark and under illumination conditions. An electrical model was used to correlate the physical mechanisms with the performance parameters of the solar cell. Additionally, ISOS-D1 protocol was applied to organic solar cells under different environments to quantify the lifetime, stability and identify the degradation mechanisms predominant in it. As second part of this thesis, interdigitated heterojunction organic solar cells were designed, manufactured and electrically and optically characterized. The interdigitated solar cells were compared regarding bilayer and bulk heterojunction solar cells. Charge extraction and transient photovoltage techniques were applied for the first time in this kind of solar cells. The results revealed that both techniques are suitable for the characterization of the charge density variation over the applied bias on this kind of devices.
Cel solars orgàniques; Nanopilares-CSO; Fabricació de cel solars; Celdas solares orgánicas; Nanopilares-CSO; Fabricación de celdas solares; Organic solar cells; Nanopillars-OSC; Manufacture of solar cells
53 - Physics; 62 - Engineering
ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.
