Please use this identifier to cite or link to this item: http://ktisis.cut.ac.cy/handle/10488/8337
Title: Υποβάθμιση αντεστραμμένων οργανικών φωτοβολταϊκών συσκευών, κάτω από επιταχυνόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες
Authors: Παπάζογλου, Ιωάννης 
Keywords: Photovoltaics
Inverted organic photovoltaics
Accelerated lifetime conditions
Lifetime analysis
PEDOT:PSS
Issue Date: 2015
Publisher: Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών και Επιστήμης και Μηχανικής Υλικών, Σχολή Μηχανικής και Τεχνολογίας, Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Κύπρου
Abstract: Renewable energy has drawn industry’s interest the last years. The most popular renewable energy solution and the easiest to be used from the mass population – like city home owners and small businesses is solar energy using photovoltaic devices to convert solar power to electrical. More specifically in United States the energy production from solar energy is growing faster than the non-renewable devices and it has shown 30% growth year-over-year. The main advantages of solar power compared to the other renewable sources is the low cost compared with hydro power or wind power converting methods and the ability to use otherwise “dead” space such as rooftops or empty valleys. Now with the appearance of new battery technologies and their push in the market by big and influential companies such as Tesla Motors drawbacks like the lack of sunlight and bad weather are minimized. With the huge push on solar power organic photovoltaics have drawn a lot of attention from a large number of research units and big companies worldwide. The main advantages of organic photovoltaic devices (and organic electronics in general) compared to the conventional devices based on Silica and other materials is their ability of production from liquid solutions and adjustment for mass roll-to-roll printing. Additionally they are lightweight and cheaper than the conventional devices and can be printed on flexible substrates creating flexible – bendable devices with a broader line of use. Research on Organic Photovoltaics (OPVs) has been focused in the increase of power conversion efficiency (PCE) with successful studies reaching the 10% mark. On the other hand, PCE is not a standalone factor for a successful OPV end-product. Another important factor for that goal is the resistance of these devices in harsh environmental conditions and thus their long term stability. This thesis focuses on lifetime analysis of inverted photovoltaic devices. Moreover the impact in OPV’s lifetime of different hole transporting layer’s wetting agents is studied and a reference device for lifetime studies is proposed. Subsequently the impact of different accelerated lifetime conditions on the proposed reference devices is presented and described. Hole transporting layer PEDOT:PSS and its interaction with other device’s layers is suggested as one of the main degradation reasons for inverted organic photovoltaics using different characterizations techniques. Based on that in the last part of this thesis a different hole transporting layer is studied under accelerated lifetime conditions and compared to the reference devices.
Description: Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας έχουν εκλύσει το ενδιαφέρον της αγοράς ενέργειας τα τελευταία χρόνια. Η πιο δημοφιλής ανανεώσιμη πηγή ενέργειας και η πιο εύκολη να υιοθετηθεί από το κοινό για προσωπική – οικιακή χρήση είναι η ηλιακή ενέργεια με την χρήση φωτοβολταïκών συσκευών για μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρικό ρεύμα. Πιο συγκεκριμένα η παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος μέσω φωτοβολταïκών διατάξεων στις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής αναπτύσσεται γρηγορότερα από τις συμβατικές (μη ανανεώσιμες) πηγές ενεργείς τα τελευταία χρόνια. Τα κύρια πλεονεκτήματα της χρήσης ηλιακής ενέργειας σε σχέση με την άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας για τον καταναλωτή είναι το χαμηλό τους κόστος (σε σχέση με π.χ. την υδροδυναμική παραγωγή και την αιολική) και την δυνατότητα χρήσης το κατά τα άλλα αχρείαστου χώρου όπως σκεπές πολυκατοικιών για παραγωγή ενέργειας. Τώρα με την εμφάνιση νέων τεχνολογιών μπαταριών και η προώθησή τους στην αγορά από μεγάλες εταιρίες όπως η Tesla, για οικιακή χρήση δεν υπάρχουν και τα προβλήματα έλλειψης φωτός το βράδυ ή συννεφιά. Με την μεγάλη ανάπτυξη της ηλιακής ενέργειας τα οργανικά φωτοβολταïκά έχουν εκλύσει το ενδιαφέρον ενός μεγάλου αριθμού ερευνητικών μονάδων ανά το παγκόσμιο και μεγάλων εταιριών που στηρίζουν αυτή την προσπάθεια. Τα κύρια πλεονεκτήματα των οργανικών φωτοβολταïκών (και οργανικών ηλεκτρονικών γενικότερα) σε σχέση με τα συμβατικά βασισμένα στο πυρίτιο και στερεά υλικά είναι η δυνατότητά παραγωγής τους από υγρά διαλύματα και η προσαρμογή τους σε διατάξεις συνεχούς παραγωγής με δυνατότητα ‘τυπώματος’ συσκευών με την διαδικασία Roll-to-Roll printing. Παράλληλα με την ευκολία στην παρασκευή τους έχουν χαμηλό βάρος και κόστος και έχουν την δυνατότητα παρασκευής σε εύκαμπτα υποστρώματα άρα δημιουργία εύκαμπτων συσκευών. Η έρευνα στα οργανικά φωτοβολταïκά επικεντρώθηκε στην αύξηση της ανάπτυξης της απόδοσής τους με εξαιρετικά πετυχημένες προσπάθειες και συσκευές που φτάνουν – και ξεπερνούν αποδώσεις της τάξης του 10%. Η απόδοση όμως δεν είναι η μοναδική προϋπόθεση για την οικονομική βιωσιμότητα των συσκευών αυτών. Ένας εξίσου σημαντικός παράγοντας είναι η αντοχή στις περιβαλλοντικές συνθήκες και κατά συνέπεια η διάρκεια ζωής των συσκευών. Η εργασία αυτή επικεντρώνεται στην μελέτη της διάρκεια ζωής των αντεστραμμένων οργανικών φωτοβολταïκών (OPVs). Πιο συγκεκριμένα μελετάται η επίδραση στην διάρκεια ζωής των OPVs διάφορων wetting agents του στρώματος μεταφοράς οπών και προτείνεται η πρότυπη συσκευή για μελέτη υποβάθμισης. Στην συνέχεια παρουσιάζεται η επίδραση διάφορων επιταχυνόμενων περιβαλλοντικών συνθηκών στην διάρκεια ζωής της προτεινόμενης πρότυπης συσκευής. Χρησιμοποιώντας διάφορες τεχνικές χαρακτηρίσου των συσκευών προτείνεται ως ένα από τους κύριους λόγους υποβάθμισης των ανεστραμμένων οργανικών φωτοβολταïκών το στρώμα μεταφοράς οπών PEDOT:PSS και η αλληλεπίδρασή του με τα υπόλοιπα στρώματα της συσκευής. Με βάση αυτό στο τέλος γίνεται μελέτη χρήσης εναλλακτικού υλικού για στρώμα μεταφοράς οπών, η μελέτη του κάτω από επιταχυνόμενες περιβαλλοντικές
URI: http://ktisis.cut.ac.cy/handle/10488/8337
Rights: Απαγορεύεται η δημοσίευση ή αναπαραγωγή, ηλεκτρονική ή άλλη χωρίς τη γραπτή συγκατάθεση του δημιουργού και κατόχου των πνευματικών δικαιωμάτων
Appears in Collections:Πτυχιακές Εργασίες/ Bachelor's Degree Theses

Show full item record

Page view(s) 50

3
checked on Jan 19, 2017

Google ScholarTM

Check


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.