Verbetering van organische zonnecellen

Promotie Jenny Douvogianni, 23 februari, Faculty of Science and Engineering

Proefschrift: Enhancing the dielectric constant of organic materials

Verbetering van organische zonnecellen

Wanneer een zonnecel zonlicht absorbeert vormt zich een aangeslagen toestand, die bestaat uit een positieve en een negatieve lading. Deze ladingen moeten gescheiden worden om te voorkomen dat ze recombineren, zodat ze door een extern circuit kunnen stromen en de elektrische energie te gebruiken is.

In organische zonnecellen zijn de negatieve en positieve ladingen sterk gebonden, vanwege het feit dat organische materialen een lage diëlektrische constante hebben. In deze materialen bestaan de ladingen slecht voor een heel korte tijd (nanoseconden) voordat ze recombineren. Jenny Douvogianni zocht naar oplossingen voor dit nadeel van organische zonnecellen.

Haar onderzoek valt uiteen in twee hoofdthema’s. Het eerste thema richt zich op het verbeteren van organische zonnecellen. Douvogianni synthetiseerde materialen die een hogere diëlektrische constante hebben en waarin ladingen dus langer kunnen bestaan. De manier waarop zij dit teweeg bracht is door functionele groepen toe te voegen die sterker zijn te polariseren, of een groter dipoolmoment hebben.

Voor het tweede thema richtte Douvogianni zich op de methode van het meten van de diëlektrische constante van organische materialen. Zij gebruikte een techniek genaamd impedantie spectroscopie. Hiervoor maakte zij een condensator met de materialen waaruit de zonnecellen zijn opgebouwd als diëlektricum en mat vervolgens de capaciteit. De ruwheid van de laag bleek een groot effect te hebben op de gemeten waarden. De top elektrode kan gevormd worden door aluminium depositie, of door een nieuwe methode die Douvogianni ontwikkelde, namelijk het gebruik van een niet-Newtoniaans vloeibaar metaal (EGaIn). Met EGaIn als top contact wist zij betrouwbaardere resultaten te behalen.

Het promotieonderzoek van Jenny Douvogianni vond plaats bij de afdeling Chemie van (Bio)organische Materialen en Devices van het Stratingh Instituut, met financiering door NWO (FOM Focusgroep project FOM-G-23).