Karakterisering van Organische Zonnecellen die de Methode van de TONIJN Gebruiken PeakForce

Door Redacteurs AZoNano

Inhoudstafel

Inleiding
De Organische Karakterisering van de Zonnecel
     Thermisch Onthardend Effect op P3HT Dunne Film
     P3HT: Organische Zonnecel PCBM
Conclusies
Bruker

Inleiding

Het Oogsten van zonne-energie die organische zonnecellen gebruiken is beschouwd een optie als van de haalbaar alternatiefenergie hoofdzakelijk wegens hun lichtgewicht, lage productiekosten en mechanische flexibiliteit. Het gebruik van deze organische photovoltaic apparaten is niet wijdverspreide commercieel toe te schrijven aan hun lage efficiency. Een organische zonnecel wordt uit bulkdieheterojunction samengesteld door donor/acceptorparen vervoegde polymeren wordt gevormd. De Gemeenschappelijke vervoegde polymeren zijn poly (2-methoxy-5 (3 ', 7 ' - dimethyl-octyloxy))- p-phenylene vinylene als mdmo-PPV of poly-3 (hexylthiophene) (P3HT) wordt aangewezen als donor en voor de acceptor, een oplosbaar fullerenederivaat zoals [6.6] - phenyl C61 - zijn de boterzuur methylester of PCBM, een c60-Derivaat dat aangewend.

Een oplossing die die uit poeder van de donor en de acceptor bestaan in een organisch die oplosmiddel wordt opgelost is rotatie op een glassubstraat wordt gegoten met het oxyde van het indiumtin met een laag wordt bedekt (ITO). Dan, worden de aluminiumelektroden geplaatst op bovenkant gebruikend een masker en een thermische evaporator. De zij actieve laag ITO absorbeert het licht en leidt tot excitons (verbindende elektron-gat paren), die als lasten bij de verbinding gescheiden zijn. De structuur van heterojunction is bepalend van de celefficiency, vandaar is het belangrijk om een gedetailleerde studie van de structuur te doen.

Figuur 1: (a) een gemeenschappelijk die donor/acceptorpaar in organische zonnecellen wordt gebruikt: poly-3 (hexylthiophene) (P3HT) als donor (p-type) en [6.6] - phenyl C61 - boterzuur methylester (PCBM, een c60-Derivaat) als acceptor (n-type). (b) niveaus HOMO en LUMO van P3HT en PCBM in vergelijking met de het werkfuncties van Au, PEDOT en ITO. (c) het stapelen van een organische bulkheterojunction zonnecel.

De Organische Karakterisering van de Zonnecel

De Geleidende technieken AFM kunnen details op het nanoscaleniveau van heterojunction in organische zonnecellen verstrekken. De wijze van het Contact en de wijze van de TONIJN van het puntcontact zijn niet efficiënt in het opleveren van nauwkeurige resultaten.

Thermisch Onthardend Effect op P3HT Dunne Film

P3HT (donor) werd rotatie-op een glassubstraat met een laag bedekt met ITO en een laag die PEDOT met een laag wordt bedekt. De P3HT laag werd onthard bij 120°C en werd gegoten in een handschoendoos. AFM mat gegevens aantoonde dat de onthardende procedures een effect op het moleculaire opdracht geven tot van de polymeren hebben. De cilindrische structuren stelden hoger geleidingsvermogen tentoon. Ook toonden de slechte leiders een laag die het slechte opdracht geven tot van eigenschappen hebben. Geproduceerde de gegevens van de TONIJN van PeakForce over P3HT gedeponeerd op poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) en ITO zijn geïllustreerd in Figuur 2.

Figuur 2: De Piek beelden van de TONIJN van de Kracht van P3HT dunne die film op substraat glass/ITO/PEDOT met een laag wordt rotatie-, en bij Getoonde 120°C. wordt onthard bedekt die zijn (a) topografie, schaal 10nm; (b) piekstroom, schaal 300pA; (c) DMT modulus, schaal 15MPa (d) de bekleding van geleidingsvermogenkaart op topografie. De grootte van het Beeld is 2 µm × 2 µm, bij 1 nN PiekKracht wordt genomen, 3V bias van GELIJKSTROOM, die de sonde van de TONIJN van PeakForce van Bruker (de deklaag van Au, de lente constant van 0.4N/m) gebruiken op MultiMode 8 AFM in een handschoendoos met onder 1 p.p.m. O2 en HO die2. De hoffelijkheid van de Steekproef van Prof. Nguyen, UCSB.

P3HT: Organische Zonnecel PCBM

P3HT en de films PCBM werden in een een tolueenoplossing opgelost en rotatie op een ITO-Met een laag bedekt glassubstraat met een laag wordt bedekt samen met een dunne laag van PEDOT die. TONIJN van PeakForce werd gebruikt om deze verbinding te bestuderen. De studie openbaarde variaties in geleidingsvermogen en dat een belangrijk deel van de stroom van gaten langs P3HT was. Vandaar, waren de gebiedenrijken in P3HT hoge geleidingsvermogengebieden en de gebiedenrijken in PCBM waren slechte geleidingsvermogengebieden.

Het beeld toonde ook vezel-als eigenschappen, wat voorstelt dat heterojunction een zijaanwezigheid eveneens had. Gemeten de gegevens van de TONIJN van PeakForce over P3HT en bulkheterojunction PCBM met het uiteinde van de gebruikte sonde AFM aangezien de kathode in Figuur 3 wordt afgeschilderd.

Figuur 3: De beelden van de TONIJN van PeakForce van P3HT: Zonnecel PCBM met een PEDOT gewijzigde anode ITO/glass. Getoond (a) de topografie, schaal 10nm wordt; (b) cyclus-Het Gemiddelde Genomen van Stroom, schaal 5pA; (c) Adhesie, schaal 8 ~10nN en (d) de bekleding van geleidingsvermogenkaart op topografie. De grootte van het Beeld is 2µm × 2µm, genomen bij 2.5V bias van GELIJKSTROOM, wordt een netto-negatieve PiekKracht van -1.5nN getoond in de krachtkromme (e). Worden Multimode 8 AFM van Bruker gebruikt met sonde van de TONIJN van de Kracht van Bruker de Piek (de deklaag van Au, de lenteconstante 0.4N/m) in een handschoendoos met hieronder 1ppm O2 en HO2. De hoffelijkheid van de Steekproef van Prof. Nguyen, UCSB.

De Figuur 3A toont korrelige structuren die misschien polymeercomplexen konden zijn. 3D het Cijfer is de adhesiekaart die eigenschappen toont die uniform over de oppervlakte worden uitgespreid. De informatie van de adhesiekaart kon tot optimalisering van de actieve laagvorming leiden. De omzettingsefficiency van de organische zonnecellen werd weerspiegeld in de weergave door de IV krommen.

Conclusies

De gegevens door de methode van de TONIJN worden verstrekt PeakForce gaven een gedetailleerd inzicht in de structuur van heterojunction van de organische zonnecellen die. Aangezien de PiekdieKracht voor weergave wordt gebruikt een netto-negatieve kracht was, kan één enkel uiteinde voor boven 6 uren zonder enig ongunstig effect op geleidingsvermogensignaal of resolutie worden gebruikt. Dit maakt het dan beter andere die technieken zoals geleidend-AFM op de Wijze van het Contact wordt gebaseerd.

Bruker

Verstrekt Nano Oppervlakten van Bruker de Atoomproducten van de Kracht van de Microscoop/van de Microscoop van de Sonde van het Aftasten (AFM/SPM) die van andere in de handel verkrijgbare systemen voor hun robuuste ontwerp en handigheid, terwijl het handhaven van de hoogste resolutie duidelijk uitkomen. NANOS die hoofd meten, dat deel al onze instrumenten uitmaakt, wendt een unieke vezeloptische interferometer voor het meten van de cantileverafbuiging aan, die de opstelling zo compact maakt dat het neen groter is dan een standaarddoelstelling van de onderzoekmicroscoop.

Deze informatie is afkomstig geweest, herzien en die van materialen door Bruker Nano Oppervlakten aangepast worden verstrekt.

Voor meer informatie over deze bron te bezoeken gelieve Nano Oppervlakten Bruker.

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

Last Update: 23. January 2014 11:07

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit