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はじめ 有機太陽電池の特性評価 P3HT薄膜上に熱処理効果 P3HT：PCBM有機太陽電池 結論 ブルカー はじめ
有機太陽電池を使用して太陽エネルギーを収穫する、軽量、低生産コストと機械的柔軟性に主に起因する実行可能な代替エネルギーのオプションを考えられている。これらの有機太陽電池デバイスの使用は、その低効率のために商業的に広く普及しないです。有機太陽電池は、共役ポリマーのドナー/アクセプターペアによって形成されたバルクヘテロ接合で構成されています。一般的な共役ポリマーは、ポリ（2 - メトキシ-5 - （3'、7' -ジメチル-オクチルオキシ））ドナーとして用MDMO - PPVまたはポリ- 3（ヘキシルチオフェン）（P3HT）として指定- p -フェニレンビニレンアクセプタ、[6,6] - フェニルC61などの水溶性フラーレン誘導体 - 酪酸メチルエステルまたはPCBM、C60誘導体が用いられる。
有機溶剤に溶解し、ドナーとアクセプターの粉末で構成されるソリューションは、インジウム錫酸化物（ITO）でコーティングされたガラス基板上にスピンキャストです。その後、アルミニウム電極をマスクと熱蒸発器を使用して一番上に配置されています。 ITO側のアクティブな層は、光を吸収し、接合部で電荷として分離される励起子（束縛電子 - 正孔対）を、作成します。ヘテロ接合の構造は、構造の詳細な研究を行うことが重要であるので、セルの効率の決定要因である。
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図1：ドナーとしてポリ-3（ヘキシルチオフェン）（P3HT）（p型）と[6,6] -フェニルC61 -酪酸メチルエステル（：有機太陽電池に用いられる（A）一般的なドナー/アクセプターペアアクセプター（n型）としてPCBM、C60 -誘導体）。金、PEDOTとITOの仕事関数との比較でP3HTとPCBMの（b）のHOMOとLUMOのレベル。 （c）有機バルクヘテロ接合太陽電池の積み重ね。
有機太陽電池の特性評価
導電性AFMの技術は、有機太陽電池のヘテロ接合のナノスケールレベルで細部を提供することが可能です。コンタクトモードと点接触のマグロのモードでは、正確な結果を提供することで効率的ではありません。
P3HT薄膜上に熱処理効果
P3HT（ドナー）は、ITOとPEDOT層でコーティングされたガラス基板上にスピンコートした。 P3HT層は120℃とグローブボックスのスピンキャストでアニールした。 AFM測定データは、アニール処理の手順は、ポリマーの分子配列に影響を与えることを示した。円筒形の構造は、高い導電率を示した。また、劣悪な配線は貧しい機能の順序を有する層を示した。 PeakForceマグロの P3HTで生成されたデータは、ポリ（3,4 -エチレンジオキシチオフェン）（PEDOT）とITO上に堆積図2に図示されている。
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図2：P3HT薄膜ガラス/ ITO / PEDOT基板上にスピンコートし、120℃アニール℃のピークを強制的にマグロの画像示されては（）地形、規模10nm以下であり、300pA（b）のピーク、現在の規模と、（c）DMT率、規模15MPa地形上に導電性マップの（d）にオーバーレイ。画像サイズは以下1ppm以下とグローブボックスのマルチモード8 AFMにブルカーのPeakForceマグロのプローブ（金コーティング、0.4N / mのばね定数）を使用して、2μmの×2μmと、1 nNのピークフォース、3VのDCバイアスでの撮影です。 O 2とH 2 O教授グエン、UCSBのサンプルの礼儀。
P3HT：PCBM有機太陽電池
P3HTとPCBMのフィルムは、PEDOTの薄い層と一緒にITO被覆ガラス基板上に被覆されたトルエン溶液とスピンに溶解させた。 PeakForceマグロがこのジャンクションを研究するために使用された。研究では、導電性で、電流の大部分は、P3HTに沿って穴からあったその変動を明らかにした。したがって、P3HTの豊富な地域は貧しい伝導度の領域は、高導電領域とPCBMの豊富な地域であった。
画像はまた、ヘテロ接合も同様に横方向の存在感を持っていたことを示唆している繊維のような機能を、示した。 PeakForceマグロの陰極として使われるAFMのプローブの先端とP3HTとPCBMバルクへテロ接合の測定データを図3に描かれている。
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図3：P3HTのPeakForceマグロの画像：ITO /ガラスの陽極を変更したPEDOTとPCBM太陽電池。示されているのは、（）地形、規模10nmをしていること、（b）5PA、現在の規模サイクルの平均値と、（c）接着、スケール8〜10nNと地形上に導電性マップの（d）にオーバーレイ。画像サイズが2μmの場合×2μmの、2.5VのDCバイアスで撮影した、- 1.5nNの正味の負のピークフォースは、フォースカーブ（e）に示されています。ブルカーのマルチモード8 AFMは、下記の1ppmのO 2とH 2 Oでグローブボックスにブルカーのピークフォースマグロのプローブ（金コーティング、バネ定数0.4N / m）で使用されています教授グエン、UCSBのサンプルの礼儀。
図3Aは、おそらくポリマーの凝集体である可能性粒状の構造を示しています。図3Dは、一様に表面に分散されている機能を表示する接着マップです。接着マップからの情報は、活性層の形成の最適化につながる可能性があります。有機太陽電池の変換効率は、IV曲線を介して画像に反映されていた。
結論
により提供されるデータPeakForceマグロの方法は、有機太陽電池のヘテロ接合の構造を詳細に洞察を与えた。イメージングに使用ピークフォースは、ネットの負の力だったので、単一のチップは導電性の信号や解像度に悪影響なしの6時間以上では使用することができます。これは、コンタクトモードに基づいて導電性の非接触原子間力顕微鏡のような他の手法よりも優れています。
ブルカー
ブルカーナノは用意されています/走査型プローブ顕微鏡（AFM / SPM）の製品走査型原子間力顕微鏡の最高分解能を維持しながら、その堅牢なデザインと使いやすさのために他の市販のシステムよりも目立つ。すべての楽器の一部である頭部を測定するナノスは、、それは標準的な研究の顕微鏡対物レンズよりも大きくていないことをセットアップが非常にコンパクトにするカンチレバーのたわみを、測定するためのユニークな光ファイバ干渉計を採用しています。
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この情報は、ソースとして見直され、ブルカーエイエックスエスが提供する材料から適応されています。
このソースの詳細についてはをご覧くださいブルカーAXSを 。