$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Organiczne urządzenia fotowoltaiczne (OPV) przeszły ostatnio niezwykłe postępy w zastosowaniu odnawialnych źródeł energii. Takie organiczne urządzenia mają wiele zalet, w tym kompatybilność z procesami, niski koszt, lekkość, elastyczność itp.1,2,3,4,5 Do tej pory polimerowe ogniwa słoneczne (PSC) o PCE powyżej 10% były opracowywane poprzez wykorzystanie sprzężonych polimerów zmieszanych z PC71BM6. W porównaniu z PSC na bazie polimerów, OPV na bazie małych cząsteczek (SM-OPV) przyciągnęły więcej uwagi, jeśli chodzi o wytwarzanie OPV ze względu na ich kilka wyraźnych zalet, w tym dobrze zdefiniowane struktury chemiczne, łatwą syntezę i oczyszczanie oraz ogólnie wyższe napięcia obwodu otwartego (Voc)7,8,9. Obecnie struktura 2-D sprzężona z małą cząsteczką SMPV1 (2,6-Bis[2,5-bis(3-oktylrodanina)-(3,3-dioktylo-2,2':5,2''-tertiofen)]-4,8-bis((5-etyloheksyl)tiofen-2-ylo)benzo[1,2-b:4,5-b']ditiofen) z BDT-T (benzo[1,2-b:4,5-b']ditiofenem) jako jednostką rdzeniową i 3-oktylrodaniną jako grupą końcową wycofującą elektrony10 została zaprojektowana i używana do mieszania z PC71BM za obiecujące zastosowanie OPV w sposób zrównoważony. PCE konwencjonalnych małocząsteczkowych ogniw słonecznych (SM-OPV) opartych na SMPV1 zmieszanym z PC71BM osiągnęło ponad 8,0%10,11.
W przeszłości PSC można było ulepszać i optymalizować, po prostu dostosowując grubość aktywnej warstwy. Jednak w przeciwieństwie do PSC, SM-OPV mają na ogół krótszą długość dyfuzji, co znacznie ogranicza grubość warstwy aktywnej. W związku z tym, aby jeszcze bardziej zwiększyć gęstość prądu krótkiego (Jsc) SM-OPV, konieczne stało się wykorzystanie nanostruktury12 lub NRs9 w celu poprawy absorpcji optycznej SM-OPV.
Wśród tych metod, struktura NRs antyrefleksyjna jest generalnie skuteczna w zbieraniu światła z warstwy aktywnej w szerokim zakresie długości fal; dlatego wiedza o tym, jak hodować dobrze ustawione pionowo zorientowane NR z tlenku (ZnO), jest bardzo ważna. Chropowatość powierzchni warstwy nasiennej poniżej warstwy ZnO NRs ma duży wpływ na orientację układów NR; dlatego, aby zdeponować dobrze zorientowane NR, krystalizacja warstwy zarodkowej musi być precyzyjnie kontrolowana9.
W tej pracy, filmy AZO są przygotowywane za pomocą techniki napylania radiowego (RF). W porównaniu z innymi technikami, rozpylanie RF jest znane jako wydajna technologia, którą można przenieść do przemysłu, ponieważ jest to niezawodna technika osadzania, która umożliwia syntezę jednorodnych, gładkich i samowystarczalnych cienkich warstw AZO o wysokiej czystości na podłożach o dużej powierzchni. Wykorzystanie napylania RF umożliwia tworzenie wysokiej jakości warstw AZO, które wykazują wysoką krystalizację przy zmniejszonej chropowatości powierzchni. Dlatego w kolejnej warstwie wzrostu orientacje NR są wysoce wyrównane, tym bardziej w porównaniu z foliami ZnO przygotowanymi metodą zol-żel. Dzięki tej technice PCE odwróconych małocząsteczkowych ogniw słonecznych opartych na dobrze ustawionych pionowo zorientowanych układach ZnO NR może osiągnąć 6,01%.