Análisis de la estabilidad de celdas fotovoltaicas orgánicas bajo iluminación interior
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Resumen
En este estudio, nosotros analizamos el comportamiento de degradación de celdas solares poliméricas convencionales (PSCs) bajo iluminación de luz interior constante. Para las condiciones de iluminación de luz interior se utilizó una lampara LED con una temperatura de color de 2700 K. Nosotros comparamos los resultados obtenidos con dispositivos encapsulados y no encapsulados. El desempeño de las celdas basadas en PTB7:PC70BM muestra una eficiencia de conversión de potencia máxima (PCE) inicial de 12.0% bajo la iluminancia de 100 lux y una densidad de potencia máxima de 45.7 μW/cm2. El trabajo describe los resultados de las mediciones y el análisis del proceso de degradación realizado mediante el estudio de la curva característica densidad de corriente – voltaje (J-V) bajo iluminación LED. Los parámetros de desempeño analizados fueron la PCE, la densidad de corriente de corto circuito (JSC), el voltaje de circuito abierto (VOC) y el factor de llenado (FF). La PCE de los dispositivos encapsulados permaneció por arriba del 80% de su valor inicial después de 624 h.
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Citas
S. Ananthakumar, J. Kumar and S. Babu, “Third-Generation Solar Cells: Concept, Materials and Performance - An Overview,” de Emerging Nanostructured Materials for Energy and Environmental Science. Environmental Chemistry for a Sustainable World, Springer, Cham, 2019, vol. 23, pp. 305-339.
F. Martins, C. Felgueiras, M. Smitkova and N. Caetano, “Analysis of Fossil Fuel Energy Consumption and Environmental Impacts in European Countries,” Energies, vol. 12(6), no 964, 2019.
Y. Chu and P. Meisen, “Review and Comparison of Different Solar Energy Technologies,” Global Energy Network Institute, 2011.
P. Chengac and X. Zhan, “Stability of organic solar cells: challenges and strategies,” Chem. Soc. Rev., vol. 45, no 2544, pp. 2544-2582, 2016.
J. Gubbi, R. Buyya, S. Marusic and M. Palaniswami, “Internet of Things (IoT): A vision, architectural elements, and future directions,” Future Generation Computer Systems, vol. 29, no 7, pp. 1645-1660, 2013.
I. Mathews, S. N. Kantareddy and I. M. Peters, “Technology and Market Perspective for Indoor Photovoltaic Cells,” Joule, vol. 3, pp. 1415-1426, 2019.
L.-K. Ma, Y. Chen, P. C. Chow, K. S. Wong, S. K. So and H. Yan, “High-Efficiency Indoor Organic Photovoltaics with a Band-Aligned Interlayer,” Joule, vol. 4, pp. 1486-1500, 2020.
C. L. Cutting, M. Bag and D. Venkataraman, “Indoor light recycling: a new home for organic photovoltaics,” Journal of Materials Chemistry, vol. 4, pp. 10367-10370, 2016.
I. N. d. S. e. H. e. e. Trabajo, “Real Decreto 486/1997, de 14 de abril. Guía Técnica para la Evaluuación y Prevención de los Riesgos Relativos a la Utilización de los Lugares de Trabajo”.
Y.-J. You, C. E. Song, Q. V. Hoang, Y. Kang, J. S. Goo, D.-H. Ko, J.-J. Lee, W. S. Shin and J. W. Shim, “Highly Efficient Indoor Organic Photovoltaics with Spectrally Matched Fluorinated Phenylene-AlkoxybenzothiadiazoleBased Wide Bandgap Polymers,” Advances Functional Materials, vol. 29, no 27, 2019.
W. Chen, J. Zhang, G. Xu, R. Xue, Y. Li, Y. Zhou, J. Hou and Y. Li, “A Semitransparent Inorganic Perovskite Film for Overcoming Ultraviolet Light Instability of Organic Solar Cells and Achieving 14.03% Efficiency,” Advanced Materials, vol. 30, no 1800855, 2018.
K. Aitola, G. G. Sonai, M. Markkanen, J. J. Kaschuk, X. Hou, K. Miettunen and P. D. Lund, “Encapsulation of commercial and emerging solar cells with focus on perovskite solar cells,” Solar Energy, vol. 237, pp. 264-283, 2022.
S. Park and H. J. Son, “Intrinsic photo-degradation and mechanism of polymer solar cells: the crucial role of non-fullerene acceptors,” Journal of Materials Chemistry A, vol. 7, no 45, p. 25675–26188, 2019.
A. Sharma, M. Chauhan, J. Patel, M. K. Pandey, . B. Tripathi, . J. P. Tiwari and S. Chand, “Study of light-induced degradation of polymer: fullerene solar cells,” New Journal of Chemistry, 2022.
A. Abat Amelenan Torimtubun, J. G. Sánchez, J. Pallarès and L. F. Marsal, “Photostability Study of Inverted Polymer Solar Cells Under AM 1.5G and LED Illumination via Impedance Spectroscopy,” Journal of the Electron Devices Society, vol. 9, pp. 484-491, 2021.
M. Ramírez-Como, V.S. Balderrama, A. Sacramento, L.F. Marsal, G. Lastra and M. Estrada, “Fabrication and characterization of inverted organic PTB7:PC70BM solar cells using Hf-In-ZnO as electron transport layer,” Solar Energy, vol. 181, pp. 386-395, 2019.
M. Reese, S. Gevorgyan, M. Jørgensen, E. Bundgaard, S. Kurtz, D. Ginley, D. Olson, M. Lloyd, P. E. Katz, A. Elschner, O. Haillant, T. Currier, V. Shrotriya, M. Hermenau, M. Riede, K. Kirov, G. Trimmel and F. Krebs, “Consensus stability testing protocols for organic photovoltaic materials and devices,” Solar Energy Materials & Solar Cells, vol. 95, no 5, pp. 1253-1267, 2011.
L. Duan and A. Uddin, “Progress in Stability of Organic Solar Cells,” Advanced Science, vol. 7, no 11, 2020.