Επίδραση της θερμοκρασίας, υγρασίας και ακτινοβολίας στη Λειτουργία Οργανικών Φωτοβολταϊκών Διαταξέων
Creators: name: Μυριοφύτης, Άγγελος Δήμου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: Υποβάθμιση
Οργανικά Φωτοβολταϊκά
Συνθήκες λειτουργίας
Degradation
Organic Photovoltaics
Operation conditions

description: With the development of technology have increased the energy requirements of the planet so it is imperative to find ways of producing energy which in first grade do not pollute the environment like burning hydrocarbons or nuclear energy ad secondary it is necessary to renewable energy sources. One friendly and renewable energy source is the sun which we exploit to use inorganic photovoltaics Si but their creation is expensive so must be found a new technology which should be cheap and efficient like the development of organic photovoltaics but to come true we should their understand the degradation mechanism to gain stability and replaced Si based photovoltaics. In this work we study the degradation of organic photovoltaics in conditions which could be developed under normal operation like temperature, extreme conditions like high humidity with high or low temperature and in conditions under normal operation like radiation. The conditions which the organic photovoltaics was a breadth of temperatures with low and high humidity to see firstly the effects of temperature in organic photovoltaic’s parameters and then proceeded in the combination of temperature with humidity to see the effects in organic photovoltaic’s parameters. Finally the organic photovoltaics exposed to UV and solar radiation. Expect the study of photovoltaics degradation we also study the photo-active layer in a breadth of temperatures with low humidity and in condition with low temperature and high humidity. The above study to see the effects of the above conditions in optical and electrical properties in combination with the morphology changes of the photo-active layer. For the study of optical and electrical properties we used Spectroscopic Ellipsometry and via AFM microscopy we observe the morphological changes of photo-active layer.
description: Από τις ανανεώσιμές πηγές ενέργειας η μόνη ανεξάντλητη πηγή ενέργειας την οποία μπορούμε να εκμεταλλευτούμε και να λύσουμε το ενεργειακό πρόβλημα είναι η ηλιακή ενέργεια. Οπότε δημιουργείται αναγκαιότητα ανάπτυξης τεχνολογιών οι οποίες εκμεταλλεύονται την ηλιακή ενέργεια και την μετατρέπουν σε ηλεκτρική ενέργεια και πιο συγκεκριμένα η ανάπτυξη των φωτοβολταϊκών. Έχουν αναπτυχθεί τρεις γενιές φωτοβολταϊκών. Η πρώτη γενιά αφορά bulk πολυκρυσταλλικά φωτοβολταϊκά πυριτίου τα οποία είναι ντοπαρισμένη με άτομα βορίου ή φώσφορου αλλά η ανάπτυξη τους έχει μεγάλο κόστος με καλή απόδοση. Η δεύτερη γενιά αφορά φωτοβολταϊκά άμορφου πυριτίου στα οποία το πάχος ημιαγωγού είναι της τάξης των μικρόμετρων (μm) κάτι που μειώνει μεν το κόστος παραγωγής αλλά η απόδοση είναι χαμηλότερη. Βέβαια σε αυτή την κατηγορία ανήκουν και κάποιες άλλες κατηγορίες φωτοβολταϊκών αλλά οι ημιαγωγοί αποτελούνται από τοξικά και ακριβά υλικά όπως το αρσενικό (As) και το κάδμιο (Cd). Η τρίτη γενιά αφορά όλες τις νέες τεχνολογίες που βρίσκονται σε στάδιο ανάπτυξης. Μια από αυτές της τεχνολογίες είναι και το οργανικά φωτοβολταϊκά. Τα οργανικά φωτοβολταϊκά έχουν το πλεονέκτημα ότι μπορούν να χαμηλώσουν το κόστος παραγωγής καθώς μπορούμε να τα αναπτύξουμε σε μεγάλη κλίμακα με R2R τεχνικές κατά τις οποίες δεν έχουμε μεγάλη σπατάλη υλικού. Βέβαια παρότι παρουσιάζουν το παραπάνω πλεονέκτημα έχουν μειονεκτήματα όπως η χαμηλή απόδοση τους σε σύγκριση με τα φωτοβολταϊκά της πρώτης γενιάς καθώς επηρεάζονται από εξωτερικούς παράγοντες όπως το οξυγόνο και η υγρασία με αποτέλεσμα να μειώνεται ο χρόνος ζωής. Σε αυτή την εργασία πραγματοποιείται η μελέτη της υποβάθμισης των οργανικών φωτοβολταϊκών για να κατανοήσουμε τους μηχανισμούς υποβάθμισης τους ώστε να βρούμε τρόπους με του οποίους τα οργανικά φωτοβολταϊκά θα μπορούσαν να αποκτήσουν αντοχή στις εξωτερικές συνθήκες και κατ’ επέκταση να κάνουμε ένα βήμα και πλησιάσουμε πιο κοντά στην εμπορευματοποίηση τους. Επιπλέον πραγματοποιήθηκε η μελέτη του φωτό-ενεργού στρώματος το οποίο είναι το σημαντικότερο στρώμα διότι εκεί πραγματοποιείται η πιο σημαντική διαδικασία, δηλαδή η απορρόφηση και κατ’ επέκταση και η δημιουργία των φορέων που θα μας δώσουν το ρεύμα γι’ αυτό τον λόγο είναι σημαντικό να γνωρίζουμε το πως και το πόσο επηρεάζεται από κάποιες συνθήκες οι οποίες μπορούν να αναπτυχθούν στο φωτο-ενεργό στρώμα ώστε να ξέρουμε αν πρέπει να συνεχίσουμε να δουλεύουμε με το ίδιο φωτο-ενεργό υλικό ή να το αλλάξουμε με κάποιο άλλο.