Caractérisation des Piles Solaires Organiques Suivre La Méthode de THON de PeakForce

Par des Éditeurs d'AZoNano

Table des matières

Introduction
Caractérisation Organique de Pile Solaire
     Effet Thermique d'Adoucissement sur le Film Mince de P3HT
     P3HT : Pile Solaire Organique de PCBM
Conclusions
Bruker

Introduction

Moissonnant l'énergie solaire utilisant les piles solaires organiques a été considéré une option viable d'énergie alternative principalement due à leur poids léger, coûts de production faibles et souplesse mécanique. L'utilisation de ces dispositifs photovoltaïques organiques n'est pas commercialement due répandu à leur efficience faible. Une pile solaire organique se compose d'une hétérojonction en vrac constituée par des paires de donneur/accepteur de polymères conjugués. Les polymères conjugués par Terrain Communal sont poly (2-methoxy-5- (3', 7' - diméthyle-octyloxy))- vinylene de p-phénylène montré comme MDMO-PPV ou poly-3 (hexylthiophene) (P3HT) en tant que donneur et pour l'accepteur, un dérivé soluble de fullerene tel que [6,6] - C61 phénylique - l'ester méthylique d'acide butyrique ou le PCBM, un C60-derivative est utilisé.

Une solution se composant des poudres du donneur et de l'accepteur dissous dans un solvant organique est rotation moulée sur un substrat en verre enduit de l'oxyde de bidon d'indium (ITO). Puis, des électrodes en aluminium sont mises sur le haut utilisant un masque et une évaporateur thermique. La couche active latérale d'ITO absorbe la lumière et produit les excitons (bondissez les paires d'électron-trou), qui sont séparés en tant que frais à la jonction. La structure de l'hétérojonction est cause déterminante de l'efficience de cellules, par conséquent il est important de faire une étude détaillée de la structure.

Le Schéma 1 : (a) Une paire commune de donneur/accepteur utilisée en piles solaires organiques : poly-3 (hexylthiophene) (P3HT) en tant que donneur (de type p) et [6,6] - C61 phénylique - ester méthylique d'acide butyrique (PCBM, un C60-derivative) en tant qu'accepteur (de type n). (b) HOMO et niveaux de LUMO de P3HT et de PCBM en comparaison des fonctionnements de travail de l'Au, du PEDOT et de l'ITO. (c) L'empilement d'une pile solaire d'hétérojonction en vrac organique.

Caractérisation Organique de Pile Solaire

Les techniques Conductrices d'AFM sont capables de fournir des petits groupes au niveau de nanoscale de l'hétérojonction en piles solaires organiques. Le mode de Contact et le mode de THON de contact de remarque ne sont pas efficaces en fournissant des résultats exacts.

Effet Thermique d'Adoucissement sur le Film Mince de P3HT

Le P3HT (donneur) était rotation-enduit sur un substrat en verre enduit d'ITO et d'une couche de PEDOT. La couche de P3HT a été recuite à 120°C et à rotation-moulage dans une boîte à gants. L'AFM a mesuré des données a prouvé que les procédures recuisantes exercent un effet sur la commande moléculaire des polymères. Les structures cylindrique ont montré une conductivité plus élevée. Également les mauvais conducteurs ont affiché une couche ayant la commande faible des caractéristiques techniques. Des données de THON de PeakForce produites sur un P3HT déposé sur poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) et ITO sont illustrées sur le Schéma 2.

Le Schéma 2 : Les images Maximales de THON de Force du film mince de P3HT rotation-enduites sur le substrat de glass/ITO/PEDOT, et recuit à 120°C. Affiché sont (a) topographie, l'échelle 10nm ; (b) courant de pointe, échelle 300pA ; (c) Module de DMT, échelle 15MPa (d) le transparent du plan de conductivité sur la topographie. La Taille de l'image est 2 µm du × 2 de µm, pris à 1 Force Maximale de nN, polarisation de C.C 3V, utilisant la sonde de THON de PeakForce de Bruker (couche d'Au, constante de source de 0.4N/m) sur des 8 À plusieurs modes de fonctionnement AFM dans une boîte à gants avec le 13h ci-dessous2 et HO2. Accueil d'Échantillon de Prof. Nguyen, UCSB.

P3HT : Pile Solaire Organique de PCBM

Les films de P3HT et de PCBM ont été dissous dans une solution de toluène et tournent enduit sur un substrat en verre ITO-enduit avec une couche mince de PEDOT. Le THON de PeakForce a été employé pour étudier cette jonction. L'étude a indiqué des variations de la conductivité et qu'une partie principale du courant était des trous le long du P3HT. Par Conséquent, les régions riches en P3HT étaient des régions élevées de conductivité et les régions riches en PCBM étaient des régions pauvres de conductivité.

L'image a également affiché les caractéristiques techniques comme une fibre, qui suggère que l'hétérojonction ait eu une présence transversale aussi bien. Des données de THON de PeakForce mesurées sur une hétérojonction en vrac de P3HT et de PCBM avec l'extrémité de la sonde d'AFM utilisée comme cathode sont dépeintes sur le Schéma 3.

Le Schéma 3 : Images de THON de PeakForce de P3HT : Pile solaire de PCBM avec une anode d'ITO/glass modifiée par PEDOT. Affichées sont (a) la topographie, l'échelle 10nm ; (b) Courant Cycle-Fait la moyenne, échelle 5pA ; (c) L'Adhérence, évaluent 8 ~10nN et (d) le transparent du plan de conductivité sur la topographie. La Taille de l'image est le × 2µm de 2µm, pris à la polarisation de C.C 2.5V, une Force Maximale réseau-négative de -1.5nN est affichée dans la courbure de force (e). 8 À Plusieurs Modes De Fonctionnement AFM de Bruker est utilisés avec la sonde Maximale de THON de la Force de Bruker (couche d'Au, constante de source 0.4N/m) dans une boîte à gants avec le 13h ci-dessous2 et HO2. Accueil d'Échantillon de Prof. Nguyen, UCSB.

La Figure 3A affiche les structures granulaires qui pourraient probablement être des agrégats de polymère. La Figure 3D est le plan d'adhérence qui affiche les caractéristiques techniques qui sont uniformément écartées en travers de la surface. L'information du plan d'adhérence a pu mener à l'optimisation de la formation active de couche. L'efficience de conversion des piles solaires organiques a été réfléchie dans la représentation par les courbures IV.

Conclusions

Les données fournies par la méthode de THON de PeakForce ont donné une analyse détaillée dans la structure de l'hétérojonction des piles solaires organiques. Puisque la Force Maximale utilisée pour la représentation était une force réseau-négative, une extrémité unique peut être utilisée pendant au-dessus de 6 heures sans n'importe quel effet inverse sur le signe ou la définition de conductivité. Ceci la rend mieux que d'autres techniques telles que le conducteur-AFM basée sur le Mode de Contact.

Bruker

Les Surfaces Nanoes de Bruker fournit les produits Atomiques de Microscope de Force/de Microscope Sonde de Lecture (AFM/SPM) qui restent à l'extérieur d'autres systèmes disponibles dans le commerce pour leur design et facilité d'utilisation robustes, tout en mettant à jour le plus de haute résolution. Le chef de mesure de NANOS, qui fait partie de tous nos instruments, utilise un seul interféromètre fibreoptique pour mesurer le fléchissement en porte-à-faux, qui effectue le contrat d'installation ainsi qu'il n'est pas plus grand qu'un objectif normal de microscope de recherches.

Cette information a été originaire, révisée et adaptée des matériaux fournis par des Surfaces de Nano de Bruker.

Pour plus d'informations sur cette source visitez s'il vous plaît les Surfaces de Nano de Bruker.

Date Added: Apr 12, 2011 | Updated: Jan 23, 2014

Last Update: 23. January 2014 11:09

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