Để khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ Gr trong hỗn hợp PEDOT:PSS/Gr đến tính chất của pin mặt trời, cấu hình pin mặt trời đơn giản được nhóm nghiên cứu thực hiện chế tạo đó là màng PEDOT:PSS/Gr có chiều dày 50 nm được phủ trên đế n-Si phẳng (Hình 3.9). Các đặc trưng tính chất của pin mặt trời với nồng độ Gr khác nhau được thể hiện như trên bảng 3.1 và hình 3.10.
Hình 3.9. Quy trình chế tạo pin mặt trời cấu trúc lai n-Si/PEDOT:PSS/Gr
Từ đặc trưng J-V và số liệu được liệt kê trong bảng 1 ta thấy rằng pin mặt trời n- Si/PEDOT:PSS khi không có Gr thì hiệu suất đạt được là 3.68% 3.69% với dòng Jsc là 17.34 mA.cm−2, thế Voc là 0.40 V và hệ số FF là 52%. Khi có thêm thành phần Gr thì hiệu suất chuyển đổi của pin mặt trời tăng lên. Trong đó, hiệu suất lớn nhất đối với pin có nồng độ Gr là 0.5 %Gr sau đó giảm xuống với pin có chứa nồng độ Gr là 0.7%. Hiệu suất của pin mặt trời chứa 0.5% Gr đạt được là 4.36% với dòng Jsc là 18.48 mA.cm−2 và hệ số FF là 58% lớn hơn so với pin mặt trời không có Gr (52%). Hiệu suất chuyển đổi của pin mặt trời tăng lên khi có thêm thành phần Gr là do độ dẫn điện của hỗn hợp PEDOT:PSS/Gr. Tương tự, sự suy giảm hiệu suất chuyển đổi khi nồng độ Gr lớn 0.5%Gr là do độ dẫn điện của hỗn hợp PEDOT:PSS giảm bởi sự tụ đám của Gr. Xu
hướng tăng giảm hiệu suất chuyển đổi của pin mặt trời gần như tương tự với sự tăng giảm độ dẫn của màng PEDOT:PSS/Gr (Hình 3.11). Như vậy, ta có thể kết luận được rằng, hỗn hợp PEDOT:PSS/Gr với nồng độ Gr là 0.5%Gr là hỗn hợp tối ưu nhất để pin mặt trời lai n-Si/PEDOT:PSS/Gr đạt hiệu suất chuyển đổi cao nhất.
Bảng3.1. Các đặc trưng của pin mặt trời Si/PEOT:PSS/Gr với nồng độ Gr khác nhau: mật dòng ngắn mạch (Jsc), thế hở mạch (Voc), điện trở Rs, hệ số lấp đầy (FF) và hiệu suất chuyển đổi ()
Hình 3.11. Hiệu suất chuyển đổi của pin mặt trời theo nồng độ Gr khác nhau