Caratterizzazione delle Pile Solari Organiche Facendo Uso Del Metodo dello SGOMBRO di PeakForce

Dagli Editori di AZoNano

Indice

Introduzione
Caratterizzazione Organica della Pila Solare
     Effetto Termico di Ricottura sulla Pellicola Sottile di P3HT
     P3HT: Pila Solare Organica di PCBM
Conclusioni
Bruker

Introduzione

Raccogliendo l'energia solare facendo uso delle pile solari organiche è stato considerato un'opzione di energia di alternativa fattibile pricipalmente dovuto i loro costi di produzione leggeri e bassi e flessibilità meccanica. L'uso di queste unità fotovoltaiche organiche non è commercialmente diffuso dovuto il loro basso rendimento. Una pila solare organica si compone di un heterojunction in serie costituito dalle paia ricettore/del donatore dei polimeri coniugati. I polimeri coniugati Terreno Comunale sono poli (2-methoxy-5- (3', 7' - dimetilico-octyloxy))- vinylene del P-fenilene designato come MDMO-PPV o poly-3 (hexylthiophene) (P3HT) come il donatore e per il ricettore, un derivato solubile del fullerene quale [6,6] - C61 fenilico - l'estere metilico dell'acido butirrico o PCBM, un C60-derivative è impiegato.

Una soluzione che consiste delle polveri del donatore e del ricettore dissolti in un solvente organico è la rotazione fusa su un substrato di vetro ricoperto di ossido di stagno dell'indio (ITO). Poi, gli elettrodi di alluminio sono collocati sulla cima facendo uso di una maschera e di un evaporatore termico. Il livello attivo del lato di ITO assorbe l'indicatore luminoso e crea gli eccitoni (limiti le paia del elettrone-foro), che sono separati come spese alla giunzione. La struttura del heterojunction è determinante del risparmio di temi delle cellule, quindi è importante fare uno studio dettagliato sulla struttura.

Figura 1: (a) Un paio comune ricettore/del donatore utilizzato nelle pile solari organiche: poly-3 (hexylthiophene) (P3HT) come il donatore (P tipo) e [6,6] - C61 fenilico - estere metilico dell'acido butirrico (PCBM, un C60-derivative) come il ricettore (N tipo). (b) livelli di LUMO e di OMO di P3HT e di PCBM in confronto alle funzioni di lavoro di Au, di PEDOT e di ITO. (c) L'impilamento di una pila solare di heterojunction in serie organico.

Caratterizzazione Organica della Pila Solare

Le tecniche Conduttive del AFM sono capaci di fornire i dati dettagliati al livello del nanoscale del heterojunction in pile solari organiche. Il modo di Contatto ed il modo dello SGOMBRO del contatto del punto non sono efficienti nella fornitura dei risultati accurati.

Effetto Termico di Ricottura sulla Pellicola Sottile di P3HT

Il P3HT (donatore) era rotazione-rivestito su un substrato di vetro ricoperto di ITO e livello di PEDOT. Il livello di P3HT è stato temprato a 120°C e alla rotazione-colata in una scatola per guanti. Il AFM ha misurato i dati ha indicato che le procedure di tempera hanno un effetto sull'ordinazione molecolare dei polimeri. Le strutture cilindriche hanno esibito il più alta conducibilità. Egualmente i poveri conduttori hanno mostrato un livello che ha ordinazione difficile delle funzionalità. I dati dello SGOMBRO di PeakForce generati su un P3HT depositato su poli (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) e su ITO sono illustrati nella Figura 2.

Figura 2: Le immagini Di Punta dello SGOMBRO della Forza della pellicola sottile di P3HT rotazione-rivestita sul substrato di glass/ITO/PEDOT e temprato a 120°C. Indicato sono (a) la topografia, il disgaggio 10nm; (b) picco di corrente, disgaggio 300pA; (c) modulo del CCL*DMT, disgaggio 15MPa (d) il foglio di prova della mappa di conducibilità su topografia. Le Dimensioni immagine sono 2 µm del × 2 del µm, catturato a 1 Forza Di Punta del nN, tendenziosità di CC 3V, facendo uso della sonda dello SGOMBRO del PeakForce di Bruker (rivestimento dell'Au, una costante della sorgente di 0.4N/m) sui 8 Misti AFM in una scatola per guanti con inferiore a 1 PPM O2 e UFF2. Cortesia del Campione di Prof. Nguyen, UCSB.

P3HT: Pila Solare Organica di PCBM

Le pellicole di PCBM e di P3HT sono state dissolte in una soluzione del toluene e filano rivestito su un substrato di vetro ITO-rivestito con uno strato sottile di PEDOT. Lo SGOMBRO di PeakForce è stato usato per studiare questa giunzione. Lo studio ha rivelato le variazioni nella conducibilità e che una maggior parte della corrente proveniva dai fori lungo il P3HT. Quindi, le regioni ricche di P3HT erano alte regioni della conducibilità e le regioni ricche di PCBM erano regioni difficili della conducibilità.

L'immagine egualmente ha mostrato le funzionalità del tipo di fibra, che suggerisce che il heterojunction avesse una presenza laterale pure. I dati dello SGOMBRO di PeakForce misurati su un heterojunction in serie di PCBM e di P3HT con il suggerimento della sonda del AFM usata come il catodo sono descritti nella Figura 3.

Figura 3: Immagini dello SGOMBRO di PeakForce di P3HT: Pila solare di PCBM con un anodo di ITO/glass modificato PEDOT. È Indicata (a) la topografia, il disgaggio 10nm; (b) Corrente Ciclo-Fatta la media, disgaggio 5pA; (c) l'Aderenza, riporta in scala 8 ~10nN e (d) il foglio di prova della mappa di conducibilità su topografia. Le Dimensioni immagine sono × 2µm di 2µm, catturato a tendenziosità di CC 2.5V, una Forza Di Punta netto-negativa di -1.5nN sono indicate nella curva della forza (e). I 8 Misti AFM di Bruker sono usati con la sonda Di Punta dello SGOMBRO della Forza di Bruker (rivestimento dell'Au, costante della sorgente 0.4N/m) in una scatola per guanti con sotto 1ppm O2 e UFF2. Cortesia del Campione di Prof. Nguyen, UCSB.

La Figura 3A mostra le strutture granulari che potrebbero possibilmente essere cumuli del polimero. La Figura 3D è la mappa di aderenza che video le funzionalità che sono sparse costante attraverso la superficie. Le informazioni dalla mappa di aderenza hanno potuto piombo all'ottimizzazione della formazione attiva del livello. Il risparmio di temi di conversione delle pile solari organiche è stato riflesso nella rappresentazione attraverso le curve IV.

Conclusioni

I dati forniti dal metodo dello SGOMBRO di PeakForce hanno dato una comprensione dettagliata nella struttura del heterojunction delle pile solari organiche. Poiché la Forza Di Punta usata per la rappresentazione era una forza netto-negativa, un singolo suggerimento può essere usato per superiore a 6 ore senza alcun effetto contrario sul segnale o sulla risoluzione della conducibilità. Ciò lo fa meglio di altre tecniche quale il conduttivo-AFM basato sul Modo di Contatto.

Bruker

Le Superfici Nane di Bruker fornisce i prodotti Atomici del Microscopio della Forza/del Microscopio Sonda di Scansione (AFM/SPM) che stanno fuori da altri sistemi disponibili nel commercio per la loro progettazione e facilità di uso robuste, mentre mantenendo il più di alta risoluzione. La testa di misurazione di NANOS, che fa parte di tutti gli nostri strumenti, impiega un interferometro a fibra ottica unico per la misurazione della deformazione a mensola, che fa il compatto di impostazione così che è non più grande di un obiettivo standard del microscopio della ricerca.

Questi informazioni sono state originarie, esaminate ed adattate dai materiali forniti dalle Superfici Nane di Bruker.

Per ulteriori informazioni su questa sorgente visualizzi prego le Superfici Nane di Bruker.

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

Last Update: 23. January 2014 11:14

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