Ανάλυση των Οργανικών Φωτοβολταϊκών Χρησιμοποιώντας nanoIR

Με AZoNano συντάκτες

Περιεχόμενα

Εισαγωγή

Τα οργανικά φωτοβολταϊκά (PV) υλικά που χρησιμοποιούνται στην αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας ως εναλλακτική πηγή ενέργειας. Τα μείγματα πολυμερών από πολυ (3-hexylthiophene), P3HT, και (6,6)-φαινυλο-C61-βουτυρικό οξύ μεθυλεστέρες (PCBM) είναι ένα δημοφιλές δότη-αποδέκτη (DA) χύμα heterojunction (BHJ) που χρησιμοποιούνται ευρέως για την εν λόγω εφαρμογές. Α.Φ.Μ. και TEM έχουν χρησιμοποιηθεί για να χαρακτηρίσει τη δομή των ταινιών PV σε υψηλής χωρικής ανάλυσης? Αλλά χημικές πληροφορίες είναι πολύ δύσκολο να επιτευχθεί σε νανοκλίμακα.

Επισκόπηση

Σε αυτό το σημείωμα εφαρμογής, έχουν τοπογραφικά χαρακτηριστικά έχουν συσχετιστεί με τοπικές φασματοσκοπία χημικών P3HT και PCBM-ενισχυμένα ταινίες P3HT χρησιμοποιώντας την πρωτοποριακή nanoIR ™ τεχνολογία. Μια σειρά από υψηλής χωρικά (~ 100 nm) αποφάσισε τη χημική ανάλυση των φωτοβολταϊκών υλικά, δηλαδή, P3HT (πολυ (3 - hexylthiophene)) και PCBM ((6,6)-φαινυλο-C61-βουτυρικό οξύ μεθυλικός εστέρας) εκτελούνται.

nanoIR Πλατφόρμα

Υπέρυθρες (IR) φασματοσκοπία χρησιμοποιείται συνήθως για την αναλυτική μέτρηση της βιομηχανικής και ακαδημαϊκής Ε & Α εργαστήρια. Η χωρική ανάλυση είναι σημαντική ανακάλυψη που λαμβάνεται από μια καινοτόμο τεχνική η οποία χρησιμοποιεί ένα νανοκλίμακα καθετήρα από ένα ατομικό μικροσκόπιο δύναμης (AFM), που λειτουργεί ως ο ανιχνευτής IR απορρόφησης. Η φύση της ΚΕ αποτελέσματα ανίχνευσης απορρόφησης στις μετρήσεις της νανοκλίμακας μηχανικές ιδιότητες ταυτόχρονα με νανοκλίμακα μορφολογία, μαζί με χημική σύνθεση. Η nanoIR έχει επίσης ολοκληρωμένη νανοκλίμακα θερμική χαρτογράφηση ιδιοκτησίας που προκύπτουν σε ένα πολυλειτουργικό εργαλείο που παρέχει νανοκλίμακα δομή, χημικές, μηχανικές και θερμικές ιδιότητες. Ο Δρ Alexandre Dazzi από το Laboratoire de Chimie σωματική διάπλαση, CLIO, Universite Paris-Sud, Orsay, Γαλλία, πρωτοστάτησε μια πατενταρισμένη τεχνολογία που συνδυάζει AFM και υπέρυθρη φασματοσκοπία (AFM-IR).

Σχήμα 1. Η Πλατφόρμα nanoIR

Σχήμα 2. Κοντινό πλάνο ενόψει του πρίσματος και AFM μέτρηση κεφάλι

nanoIR Εγκατάστασης

Η nanoIR σύστημα χρησιμοποιεί παλμική, ρυθμιζόμενο IR πηγή να διεγείρει μοριακές δονήσεις σε ένα δείγμα που έχει τοποθετηθεί σε μια διαφανή IR (ZnSe) πρίσμα. IR πηγή του συστήματος είναι αναπτύχθηκε με τη χρήση μιας αποκλειστικής τεχνολογίας που συνεχώς ρυθμιζόμενη 1200 - 3600 cm ^-1 καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα από τα μέσα της Φάσμα IR. Η απορρόφηση της ακτινοβολίας από τα αποτελέσματα του δείγματος σε θέρμανση και ταχεία θερμική διαστολή που προκαλεί ταλαντώσεις συντονισμού του προβόλου. Το προκύπτον αποτέλεσμα ταλαντώσεις σε ένα χαρακτηριστικό ringdown όπως φαίνεται στο Σχήμα 3.

Σχήμα 3. Σχηματική αναπαράσταση που δείχνει η τεχνική πίσω από το nanoIR

Είναι δυνατόν nanoIR χρήστες να ερευνήσουν ταχύτατα περιοχές ενός δείγματος από την AFM απεικόνισης και στη συνέχεια να αποκτήσουν υψηλής φάσματα χημική ανάλυση σε επιλεγμένες περιοχές του δείγματος. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 4, πολυμερές φάσματα που λαμβάνονται από το nanoIR σύστημα έχουν επιδείξει καλή συσχέτιση με το μεγαλύτερο μέρος μετασχηματισμού Fourier υπέρυθρες (FT-IR) φάσματα.

Σχήμα 4. Από τη σύγκριση του φάσματος που παράγεται από το nanoIR (κόκκινο) και των συμβατικών FT-IR (μπλε) από ένα δείγμα από πολυστυρένιο.