Hiện nay, trờn thế giới đó cú nhiều nhúm nghiờn cứu cỏc linh kiện pin mặt trời lai [5, 11, 40, 47, 75, 82, 106, 107] chẳng hạn như cấu trỳc HSC cấu tạo lớp kộp P3HT:nc-PbS do nhúm nghiờn cứu của Serap Gunes và cộng sự [93] chế tạo (hỡnh
1.20). Tuy nhiờn, hiệu suất của cỏc linh kiện pin mặt trời lai nanụ cho đến nay vẫn cũn rất thấp. Cỏc thụng số đặc tuyến của pin mặt trời P3HT:nc-PbS nhận được là: thế hở mạch Voc = 350 mV, dũng nối tắt Jsc = 0.3 mA/cm2, thừa số lấp đầy FF = 0.35 và hiệu suất chuyển đổi quang điện PEC = 0.04 %.
Hỡnh 1.20. Cấu trỳc HSC cấu tạo lớp kộp P3HT:nc-PbS (a) và cỏc đặc trưng IV của linh kiện pin mặt trời (b) và (c) ở điều kiện tối () và khi được chiếu sỏng ()
b/ Chuyển tiếp dị chất khối trong HSC
Đối với pin mặt trời lai nanụ cấu trỳc hỗn hợp khối, khi được chiếu ỏnh sỏng cú năng lượng đủ lớn, chất Donor là cỏc bỏn dẫn hữu cơ sẽ hấp thụ ỏnh sỏng tới, điện tử tự do từ trạng thỏi cơ bản π (HOMO) chuyển lờn trạng thỏi kớch thớch π*
(LUMO) tạo thành cặp điện tử và lỗ trống (e - h) hay cũn gọi là exciton. Những cặp exciton này chuyển động khuyếch tỏn tự do đến bờ biờn của chất Acceptor– vật liệu vụ cơ cấu trỳc nanụ (nc-TiO2, CdSe,...). Sự phõn tỏch cỏc exciton cú thể xảy ra tại biờn tiếp xỳc này. Do vật liệu cú cấu trỳc nanụ thỡ cỏc biờn tiếp xỳc được tăng lờn đỏng kể làm tăng khả năng phõn ly exciton tại đú, dẫn đến làm tăng hiệu suất chuyển húa của pin mặt trời lai nanụ. Ngoài ra, chỳng cũng cú khả năng làm giảm cỏc tõm khuyết tật trong bỏn dẫn hữu cơ, dẫn đến làm tăng độ bền của lớp màng hữu cơ [11, 47, 64, 69, 70, 93, 103, 108]. Sau đú, điện tử di chuyển về hướng cú ỏi lực mạnh là Acceptor, cũn lỗ trống chuyển về hướng ngược lại Donor. Cứ như vậy cỏc điện tử và lỗ trống chuyển động về hai cực tạo thành dũng điện mạch ngoài.
(a) Thủy tinh Điện thế (V) Mật độ dũng (mA/cm 2 ) (b) (c)