Modelado de celdas solares orgánicas de heterojuntura distribuida

Abstract

Presentamos un modelo para simular el comportamiento de celdas solares orgánicas de heterojuntura distribuida. El modelo tiene en cuenta la presencia de los pares electrón-hueco enlazado como precursores de los portadores libres y el transporte de los excitones fotogenerados. La aplicación del mismo permitió ajustar curvas de tensión-corriente y predecir la dependencia de la fotocorriente en función del espesor de la capa activa para celdas preparadas y medidas por otros autores. Los parámetros relevantes para el ajuste fueron restringidos a tres para mantener la simplicidad del modelo, los cuales son la movilidad de excitones dentro del material absorbente, la densidad efectiva de estados del orbital molecular desocupado más bajo del material absorbente y el ocupado más alto del material aceptor; y la constante de recombinación de los pares electrón-hueco enlazados.

This paper introduces a model to simulate the behaviour of bulk heterojunction organic solar cells. The model takes into account the presence of bound electron-hole pairs as a previous state for free charge carriers, and also the transport of photogenerated excitons. Experimental current-voltage curves measured by other authors are fitted applying this model by matching three parameters, namely the exciton mobility within the absorber polymer, the recombination constant of bound electron-hole pairs, and the effective density of states in the molecular orbitals of the absorber. In the same way, current vs. active layer thickness data from the literature are appropriately reproduced by the model.