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Illumination angle and layer thickness influence on the photo current generation in organic solar cells: A combined simulative and experimental study

Mescher, Jan 1; Mertens, Adrian 1; Egel, Amos 1; Kettlitz, Siegfried W. 1; Lemmer, Uli 1,2; Colsmann, Alexander ORCID iD icon 1
1 Lichttechnisches Institut (LTI), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)


In most future organic photovoltaic applications, such as fixed roof installations, facade or clothing integration, the solar cells will face the sun under varying angles. By a combined simulative and experimental study, we investigate the mutual interdependencies of the angle of light incidence, the absorber layer thickness and the photon harvesting efficiency within a typical organic photovoltaic device. For thin absorber layers, we find a steady decrease of the effective photocurrent towards increasing angles. For 90-140 nm thick absorber layers, however, we observe an effective photocurrent enhancement, exhibiting a maximum yield at angles of incidence of about 50°. Both effects mainly originate from the angle-dependent spatial broadening of the optical interference pattern inside the solar cell and a shift of the absorption maximum away from the metal electrode.

Volltext §
DOI: 10.5445/IR/1000049442
DOI: 10.1063/1.4928074
Zitationen: 17
Web of Science
Zitationen: 15
Zitationen: 16
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT)
Universität Karlsruhe (TH) – Interfakultative Einrichtungen (Interfakultative Einrichtungen)
Karlsruhe School of Optics & Photonics (KSOP)
Lichttechnisches Institut (LTI)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2015
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2158-3226
KITopen-ID: 1000049442
HGF-Programm 43.22.03 (POF III, LK 01) Printed Materials and Systems
Erschienen in AIP Advances
Verlag American Institute of Physics (AIP)
Band 5
Heft 7
Seiten 077188/1-6
Bemerkung zur Veröffentlichung Gefördert durch den KIT-Publikationsfonds
Schlagwörter ight interference; Solar power generation
Nachgewiesen in Dimensions
Web of Science
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