راه حلی برای کاهش هزینه تولید LEDها و سلول های خورشیدی پلمیری

گزارش ها حکایت از بهبود قابل توجه عملکرد دستگاه های اپتوالکترونیکی پلیمری، توسط محققان موسسه ملی علوم و فنانوری اولسان (UNIST)، در کره جنوبی دارد. این بهبود با استفاده از ماده پلاسمونیک جدید که می توان آن را از طریق یک فرایند ساده و ارزان به LED های پلیمری (PLEDها) و سلول های خورشیدی پلمیری (PSCها)، با کارایی بسیار بالا اعمال کرد، حاصل شده است.

کد خبر: ۱۱۵۶۴۴۵

تاریخ: ۰۶ مرداد ۱۳۹۲ - ۱۱:۵۶

به گزارش گروه دانش خبرگزاری دانا (دانا خبر)، اغلب دستگاه های نیمه هادی اپتوالکترونیکی (OEDها)، از جمله فوتودیود، سلول های خورشیدی، دیودهای نورافشان (LED ها)، و لیزرهای نیمه هادی، بر پایه مواد معدنی هستند. به عنوان مثال می توان از نیترید گالیم برای LED و از سیلیکون برای سلول های خورشیدی یاد کرد.

با توجه به کمبود مواد خام و پردازش های پیچیده مورد نیاز برای تولید OED ها، هزینه ساختشان در حال افزایش است.

در میان این مواد، نیمه هادی های آلی، در تولید OED ها با توجه به کم هزینه و بااستفاده تر بودن، نظرها را به خود جلب کرده است.

با وجود تلاش های گسترده ای که برای توسعه مواد جدید و معماری دستگاه ها صورت گرفته و موجب افزایش عملکرد آنها شده است، اما هنوز به پیشرفت های بیشتر برای افزایش بهره وری قبل از استفاده گسترده و تجاری از این فناوری ها، نیاز است.

مواد تهیه شده توسط تیم تحقیقاتی UNIST با استفاده از تجهیزات پایه ای و فرایندپذیری در دمای پایین، تولید می شود. این فرایند پذیری در دمای پایین، تکنیکی است که تولید رول به رول را امکان پذیر می سازد و برای دستگاه های الکترونیکی چاپ مناسب است.

پروفسور کیم بیونگ سو می گوید: اهمیت کار ما در تولید دستگاه های لیزری الکتریکی با استفاده از نانو ذرات نقره ای به عنوان مواد پلاسمونیک، است. در حقیقت این ماده گسیل تابشی و جذب نور را امکان پذیر می کند که منجر می شود، بازده جریان به میزان قابل توجهی افزایش یابد.

رزونانس پلاسمون سطحی، یک موج الکترومغناطیسی است که در امتداد سطح یک لایه فلزی نازک و نوسان جمعی الکترون ها در یک جامد یا مایع تحریک شده و توسط نور تابشی پخش می شود.

این تیم نشان داد که کارآیی PLEDها و PSCها با استفاده از رزونانس پلاسمون سطحی و نانو ذرات نقره افزایش می یابد و همچنین باید اضافه کنیم که PLED ها بازدهی بسیار قابل ملاحظه ای را به دست می آورند.

PSCهای تولید شده از این طریق، راندمان توان تبدیلی بالاتری ( از 7.53 تا 8.31 درصد) و راندمان کوانتومی داخلی بیشتری از (91 به 99 درصد در طول موج 460 نانومتر) را نشان داده است. در میان بالاترین مقادیر گزارش شده به ترتیب PLEDهای فلورسنتی و PSC ها، از بالاترین امتیاز برخوردار هستند.

پروفسور جین یانگ کیم گفت: این پیشرفت های قابل توجه در بازدهی دستگاه نشان می دهد که مواد رزونانس پلاسمون سطحی، یک مسیر همه کاربرده و موثر را برای دستیابی به عملکرد بالای LED های پلیمری و سلول های خورشیدی پلمیری تشکیل می دهند. این رویکرد، تحقق لیزر های پلیمری الکتریکی را وعده می دهد.

این پژوهش توسط برنامه WCU (دانشگاه سطح جهانی) از طریق موسسه علوم و مهندسی کره بنیان نهاده شد و توسط وزارت آموزش و پرورش، علوم و فناوری، بنیاد تحقیقات ملی گرانت کره، پروژه R&D تکنولوژی بهداشت و درمان کره، وزارت بهداشت و رفاه کره و موسسه کره ای همکاری های بین المللی در زمینه ارزیابی و برنامه ریزی فناوری انرژی (KETEP) ، تامین بودجه شده و توسط وزارت دانش اقتصاد دولت کره پشتیبانی شد.