Solarzelle mit elektrostatischen Lokalfeldern im photoaktiven Bereich

摘要

Die Ladungsträgertrennung und der -transport erfolgen bei Solarzellen mittels elektrostatischem Feldeinfluss im photoaktiven Bereich. Dabei hängt der Wirkungsgrad der Solarzellen auch von der Rekombinationsrate (Diffusionslänge) der Ladungsträger im photoaktiven Bereich ab. Mit der vorliegenden Erfindung wird lokal die Rekombination der Ladungsträger verringert und der Ladungsträgertransport zu den äußeren Elektroden (05, 07) hin verbessert, indem in den photoaktiven Bereich (06) elektrostatische Lokalfelder (02) inkorporiert werden, die Abmessungen im Bereich der Diffusionslänge (DL) und bevorzugt auch eine permanente, einstellbare Polarität in Richtung auf die äußeren Elektroden (05, 07) aufweisen. Die inkorporierten elektrostatischen Lokalfelder (02) wirken nanoskopisch auf lokaler Skala direkt in der photoaktiven Schicht (06) im Bereich der zu trennenden Ladungsträger. Hieraus resultiert eine Erhöhung der Stromdichte und der Klemmenspannung Vder Solarzelle. Die elektrostatischen Lokalfelder (02) können insbesondere bei organischen Solarzellen (01) durch Inkorporation von ferroelektrischen Dipolen (03) erzeugt werden. Anwendbar ist das erfindungsgemäße Prinzip bevorzugt bei Solarzellen ohne Raumladungszone, mit poly-/nanokristallinem Gefüge und/oder auf organischer Basis.