1. Preparazione del substrato:
- Scegliere un substrato adatto, come vetro o pellicole polimeriche flessibili, a seconda dell'applicazione desiderata.
- Pulire accuratamente il supporto per rimuovere eventuali contaminanti.
2. Strato di ossido conduttore trasparente (TCO):
- Depositare uno strato sottile di un materiale di ossido conduttore trasparente (TCO), come l'ossido di indio-stagno (ITO), sul substrato.
- Questo strato funge da elettrodo trasparente e consente il passaggio della luce mentre conduce l'elettricità.
3. Strato di trasporto dei fori (HTL):
- Depositare uno strato sottile di materiale di trasporto dei fori (HTL) sopra lo strato TCO.
- I materiali HTL facilitano il movimento dei fori caricati positivamente (portatori) dallo strato organico all'elettrodo TCO.
4. Strato attivo (materiali donatori e accettatori):
- Depositare una miscela di materiali semiconduttori organici, costituita da un materiale donatore (donatore di elettroni) e un materiale accettore (accettante di elettroni).
- Questo strato è responsabile dell'assorbimento della luce e della generazione di portatori di carica in seguito all'assorbimento dei fotoni.
5. Strato di trasporto degli elettroni (ETL):
- Depositare uno strato sottile di materiale di trasporto degli elettroni (ETL) sopra lo strato attivo.
- I materiali ETL aiutano nel movimento degli elettroni caricati negativamente dallo strato attivo al catodo.
6. Catodo:
- Depositare un sottile strato di metallo conduttivo, come alluminio o argento, come catodo.
- Il catodo raccoglie gli elettroni dall'ETL, completando il circuito elettrico.
7. Incapsulamento:
- Proteggere il dispositivo dai fattori ambientali incapsulandolo con un sigillante o uno strato di copertura.
- L'incapsulamento impedisce l'ingresso di umidità e ossigeno, che possono ridurre le prestazioni del dispositivo.
8. Ottimizzazione del dispositivo:
- Ottimizzare vari parametri del dispositivo, come spessori degli strati, composizioni dei materiali e architettura del dispositivo, attraverso la sperimentazione e la modellazione per ottenere la massima efficienza di conversione di potenza possibile.
9. Test e caratterizzazione del dispositivo:
- Eseguire misurazioni elettriche in condizioni di test standard per determinare le caratteristiche del dispositivo come densità di corrente di cortocircuito (Jsc), tensione a circuito aperto (Voc), fattore di riempimento (FF) ed efficienza di conversione di potenza (PCE).
10. Test di stabilità:
- Condurre test di stabilità per valutare le prestazioni a lungo termine e la durata della cella solare organica in varie condizioni ambientali.
Seguendo questi passaggi e ottimizzando attentamente la struttura e i materiali del dispositivo, è possibile fabbricare celle solari organiche efficienti in grado di convertire l'energia luminosa in energia elettrica con elevata efficienza e stabilità.
