कार्बनिक सौर कोशिकाओं के कार्य सिद्धांत में मुख्य रूप से चार महत्वपूर्ण चरण शामिल हैं: (1) सक्रिय परत फोटॉनों को अवशोषित करती है और एक्सिटोन उत्पन्न करती है; (2) एक्साइटन्स स्वीकर्ता इंटरफ़ेस परत में फैल जाते हैं; (3) इंटरफेस लेयर चार्ज पर एक्साइटन्स पॉजिटिव और नेगेटिव में अलग हो जाते हैं, और पॉजिटिव और नेगेटिव इलेक्ट्रोड में माइग्रेट हो जाते हैं; (4) धनात्मक और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड धनात्मक और ऋणात्मक आवेश एकत्र करते हैं।
कार्बनिक सौर कोशिकाओं की उपकरण संरचना को सिंगल-लेयर शोट्की डिवाइस, डबल-लेयर हेटेरोजंक्शन डिवाइस, बल्क हेटेरोजंक्शन डिवाइस और स्टैक्ड डिवाइस में विभाजित किया जा सकता है।
सिंगल-लेयर शोट्की डिवाइस संरचना और कार्य सिद्धांत
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दो इलेक्ट्रोड के अलग-अलग कार्य कार्यों के कारण, कार्बनिक अर्धचालक और इलेक्ट्रोड के बीच एक कम कार्य फ़ंक्शन, यानी एक अंतर्निर्मित विद्युत क्षेत्र के साथ एक Schottky बाधा (बैंड झुकने क्षेत्र डब्ल्यू) का गठन किया जाएगा। प्रकाश के तहत, कार्बनिक अर्धचालक पदार्थ प्रकाश को अवशोषित करते हैं और उत्तेजना उत्पन्न करते हैं। बड़े कूलम्ब बल के कारण, इन एक्साइटों को मुक्त इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों में विभाजित नहीं किया जा सकता है। कार्बनिक अर्धचालकों में एक्सिटोन की प्रसार लंबाई आम तौर पर बहुत कम होती है। केवल शोट्की बैरियर के पास फैलने वाले एक्साइटन्स को अलग होने का मौका मिलता है। इसलिए, सिंगल-लेयर शोट्की संरचना बैटरी की ऊर्जा रूपांतरण दक्षता बहुत कम है। कार्बनिक सौर कोशिकाओं के वर्तमान शोध में इस संरचना का अब शायद ही कभी उपयोग किया जाता है।
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