PCBM von Aldrich Materials Science

Behandelte Themen

Einführung

[60] PCBM vorhanden ist als einziges Isomer. Ein interessantes Merkmal [60] PCBM , der mit seiner Leistung korrelieren kann, ist, dass es zu einem hohen Grad der elektronischen und physikalischen Eigenschaften von C60 bewahrt.

Überblick

Einkristall-Struktur-Analyse zeigt, dass intermolekulare Abstand im Wesentlichen identisch mit C60, mit dem kürzesten Kugel-Kugel-Abstand neugierig etwas kleiner in PCBM als C60 wird. Es wurde immer wieder bewiesen, dass die Abweichung zu groß, um von einem Grad von der kompakten Struktur [60] PCBM (und damit von der übergeordneten Fulleren) führt zu verminderter Leistung. Bitte siehe Tabelle 1 finden Sie eine Liste von PCBM Produkte erhältlich von Aldrich Werkstoffwissenschaft.

PCBM in Organischen Photovoltaik (OPV)

[60] PCBM ist noch eine sehr häufig verwendete n-Typ-Komponente in der organischen Photovoltaik. Über mindestens die letzten 6 Jahre, die veröffentlichten Weltrekord Leistungswandlungseffizienz (η) für einen Volumen-Heteroübergang (BHJ) organischen Photovoltaik-Vorrichtung nach unserer Kenntnis wurde kontinuierlich von Vorrichtungen, die statt [60] PCBM , für einen Zeitraum zu speichern, in dem ein Gerät mit [70] PCBM hielt den Rekord. MDMO-PPV: PCBM Geräte wurden gründlich untersucht und charakterisiert, was schließlich zu η = 3,0%, wenn [70] PCBM wurde ersetzt [60] PCBM , die früher gegeben hatte, η = 2,5%. Der Anstieg ist auf die höhere optische Absorption [70] PCBM in sichtbaren Wellenlängen im Vergleich zu [60] PCBM . [84] PCBM hat eine noch stärkere Absorption im sichtbaren Wellenlängen, obwohl die bessere Elektronenakzeptor Fähigkeit führte zu einer verminderten Leistung in OPV, weil es in Kombination mit einem relativ stark elektronenspendenden Donorpolymers verwendet. In jüngster Zeit haben Forscher und Entwickler, um Polythiophen / PCBM-Systeme umgestellt, und η ist von 4,4% -6% wurden von mehreren Gruppen veröffentlicht wurden. Eine sorgfältige Kontrolle der Morphologie, entweder durch Glühen oder langsame Verdunstung, bietet eine signifikante Verbesserung in der Leistung.

Der Stand der Technik Roadmap für Forschung und Entwicklung zu η von 10% zu erreichen konzentriert sich auf die Verbesserung der Morphologie, Verbundwerkstoffe und Polymere Eigenschaften, die zu einer Schlussfolgerung, dass [60] PCBM weitgehend angemessen ist, wie der n-Halbleiter für verbesserte Geräte. Allerdings ist Verbesserungen in Morphologie Steuerung mit Polythiophene, wo weitergehende Entmischung der PCBM und Polymer-Phase beobachtet wurde, auch erwünscht. Dies hat zu der Entwicklung und Erprobung eines neuen Moleküls führten, [60] ThCBM, die in vorläufigen Ergebnisse scheinen eine etwas günstigere Morphologie mit P3HT geben tut. [60] ThCBM bewahrt auch die elektronischen Eigenschaften (LUMO und Mobilität) [60] PCBM . Erhöht in LUMO-Niveau des n-Typ auch schon seit langem von OPV-Entwickler und ein erst kürzlich synthetisierte Molekül, 2,3,4-OMe-PCBM versucht, eine bescheidene aber signifikanten Anstieg in LUMO. Dieses Molekül hat sich gezeigt, dass eine höhere Leerlaufspannung (VOC) in Kombination mit MDMO-PPV zu geben, hat aber noch nicht vollständig in OPV-Geräte gekennzeichnet.

PCBM in organischen Feldeffekt-Transistoren (OFETs)

Relativ hohe Mobilitäten für einen organischen Halbleiter haben nachgewiesen [60] PCBM Geräte (1 x 10-2 ^-2 x 10 ^-1 cm ² / Vs), sowie ambipolar Transport, die für den Bau von Wechselrichtern erlaubt. Die Stabilität wurde ein Problem, wenn effiziente Passivierung berichtet wurde. [70] PCBM bisher hat etwa eine Größenordnung niedriger Elektronenbeweglichkeiten gezeigt, sondern ermöglicht kürzere Glühzeiten und höhere Stabilität. [84] PCBM hat eine sehr gute Stabilität gezeigt, in Kombination mit einer Elektronenbeweglichkeit von bis zu 3 x 10 ^-3 und ein Loch Mobilität von 10 ^-5 -10 ^-4 cm ² / Vs. Blends aus konjugierten Polymeren mit PCBMs kann auch für ambipolar OFETs verwendet werden. Weniger Arbeit mit OFET Geräte mit PCBMs Vergleich zu OPV getan worden, und es ist zu erwarten, dass die Mobilität Verbesserungen erzielt werden, die ähnliche Kontrolle Filmmorphologie werden (optimal Lösungsmitteln und Verdunstung / Glühen), wie es mit OPV nachgewiesen.

PCBM in organischen Photodetektoren

Zeitgleich mit der frühen Entwicklung von OPV-Geräte, Volumen-Heteroübergang organischen Photodetektoren auf ähnlichen Photodioden basieren wurden ebenfalls entwickelt. Leistung ausreichend für die kommerzielle Anwendung realisiert wurde, mit geringen dunklen Strömungen, hohe externe Quantenausbeuten (80%) und schnelle transiente Verhalten. Bezeichnenderweise sind großflächige Anwendungen aufgrund der Kostenvorteile von organischen Dünnschichten über siliziumbasierten Geräte vorgestellt.

Über Sigma Aldrich

Sigma-Aldrich ® ist ein führender High-Tech-Unternehmen. Durch unsere Materials Chemistry Centers of Excellence in Forschung und Fertigung entwickeln wir fortschrittliche, so dass Materialien für Ihre Mikro / Nanoelektronik, alternative Energien, Anzeige / Optoelektronik, Nanotechnologie und verwandten Materials Science and Engineering-Anwendungen. Spezialitäten des Hauses gehören ALD-Vorstufen, ultra-hochreine anorganische Halogenide, Materialien für Brennstoffzellen, electronic grade Farbstoffe, Spezialmonomere und cGMP grade Polymeren.

Quelle: Material Matters Vol. 2 Nr. 3, die von Prof. Dr. Jan C Hummelen geschrieben

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