nanoIR를 사용하는 유기 Photovoltaics의 분석

AZoNano 편집자에 의하여

목차

소개
개관
nanoIR 플래트홈
     nanoIR 준비
     nanoIR 플래트홈의 특징
투하 던지기 P3HT와 PCBMdoped P3HT 필름의 측정
     투하 Casted P3HT 필름
     PCBM 진한 액체로 처리된 P3HT 혼합
결론
Anasys 계기에 관하여

소개

유기 광전지 (PV) 물자는 교체 에너지 근원으로 태양 에너지 이용에서 이용됩니다. 많은 (3-hexylthiophene), P3HT의 중합체 혼합은, 및 (6,6) - 페닐기 C61 부티르산 산성 메틸 에스테르 (PCBM) 그 같은 응용을 위해 (DA) 널리 이용되는 (BHJ) 대중적인 기증자 수락자 부피 이질 접합입니다. AFM와 TEM는 높 공간 해결책에 PV 필름의 구조물을 성격을 나타내기 위하여 이용되었습니다; 그러나 화학 정보는 nanoscale에 장악하기 아주 어렵습니다.

개관

이 응용 주에서는, 지형도 작성 특징은 P3HT에 현지 화학 분광학 및 혁신적인 nanoIR™ 기술을 사용하여 PCBM-에 의하여 진한 액체로 처리된 P3HT 필름에 상관되었습니다. 공간의 최고의 세트는 (~ 100 nm) 광전지 물자, 즉, P3HT의 화학 분석을 해결했습니다 (많은 (3 - hexylthiophene)) 그리고 PCBM ((6,6) - 페닐기 C61 부티르산 산성 메틸 에스테르)는 능력을 발휘합니다.

nanoIR 플래트홈

적외선 (IR) 분광학은 산업과 학문적인 연구 및 개발 실험실에 있는 분석적인 측정을 위해 통용됩니다. 공간적 해상도 돌파구는 IR 흡수도 검출기로 작동하는 원자 군대 현미경에서 nanoscale 탐사기를 (AFM) 이용하는 혁신적인 기술에 의해 장악됩니다. IR 흡수도 탐지의 본질은 화학 성분과 더불어 nanoscale 형태학으로 nanoscale 기계적 성질의 측정, 동시에 귀착됩니다. nanoIR는 또한 nanoscale 구조물, 화학제품의, 기계 및 열 속성을 제공하는 다기능 공구의 결과로 지도로 나타내는 nanoscale 열 속성을 통합했습니다. Laboratoire de Chimie Physique, CLIO 의 Universite 파리 Sud, Orsay, 프랑스에게서 Alexandre Dazzi 박사는, AFM와 IR 분광학 (AFM-IR)를 결합하는 특허가 주어진 기술을 개척했습니다.

숫자 1. nanoIR 플래트홈

프리즘의 전망 높은 쪽으로 숫자 2. 마지막 및 AFM 측정은 이끕니다

nanoIR 준비

nanoIR 시스템은 IR 투명한 (ZnSe) 프리즘에 거치된 견본에 있는 분자 진동을 흥분하는 맥박이 뛴, 조정가능한 IR 근원을 사용합니다. 시스템 IR의 근원은 지속적으로 1200년에서 중앙 IR 스펙트럼의 넓은 범위를 커버하는 3600 cm까지-1 조정가능한 소유 기술을 사용하여 개발됩니다. 견본에 의하여 방사선의 흡수는 난방과 외팔보의 울리는 진동을 일으키는 원인이 되는 급속한 열 확장 귀착됩니다. 유도한 진동은 숫자 3.에서 보이는 것처럼 독특한 ringdown 귀착됩니다.

숫자 3. 개요 전시 nanoIR의 뒤에 기술

nanoIR 사용자가 급속하게 견본의 지구를 AFM 화상 진찰을 통해 조사하고 그 후에 견본에 선정한 지구에 고해상 화학 스펙트럼을 장악하는 것이 가능합니다. 숫자 4에서 보이는 것처럼, nanoIR 시스템에서 장악된 중합체 스펙트럼은 대량 푸리에 변환 적외선 (FT-IR) 스펙트럼과의 좋은 상호 관계를 설명했습니다.

숫자 4. (빨간) nanoIR 및 (파란) 폴리스티렌 견본의 전통적인 FT-IR에 의해 생성되는 스펙트럼의 비교.

nanoIR 플래트홈의 특징

nanoIR 플래트홈의 특징은 아래와 같이 열거됩니다:

  • nanoIR 시스템은 견본의 기계적 성질에 고해상도 적외선 스펙트럼 및 데이터를 제공합니다. 이것은 외팔보의 기본 적이고 더 높은 울리는 최빈값의 주파수를 감시해서 달성됩니다, 위에서 말한 바와 같이.
  • 외팔보의 접촉 공명 주파수는 견본의 뻣뻣함과 직접 관련있고 견본의 계수를 품질로 지도로 나타내기 위하여 사용될 수 있습니다.
  • nanoIR 플래트홈은 또한 공가 끝에 저항하는 발열체를 통합하는 비발한 AFM 외팔보를 이용하는 nanoscale 열적 분석을 능력을 발휘할 수 있습니다
  • 시스템과 더불어 이 외팔보를 사용하여 물자의 전환 온도 견본을 통해 점의 소집의 현지 측정을 한순간에 허용합니다.
  • 이것은 치료의 무조직/크리스탈 내용, 긴장, 넓이, 또는 물자의 전환 온도이 특징일 수 있는 그밖 물자 특성의 탐지 또는 지도로 나타내기 허용합니다.

투하 던지기 P3HT와 PCBMdoped P3HT 필름의 측정

nanoIR 기술은 현지 물자 변이가 있는 중합 견본의 측정을 위해 완벽합니다. 표본 추출 기술에 따르면, 물자는 ZnSe 프리즘에 박막으로 예금되어야 합니다. 그러므로 물자는 직접 프리즘에 해결책에서 dropcasting를 복종됩니다.

투하 Casted P3HT 필름

동일 AFM 심상에 모든 표면 특징이 아닙니다 동일한 적외선 흡수 특성을 공유한다는 것을 주의하는 것이 중요합니다. 관심 분야는 숫자 5에서 몇몇 미크론의 명령의 작은 돌출이 보이는 곳에 보입니다.

ZnSe 프리즘에 얇은 P3HT 필름의 큰 부위에 숫자 5. 점 및 제동자 괴기한 취득

1500 cm의 가까이에 정상화하는 점 및 제동자 IR 괴기한 취득은 약간 점이 경미하게 긴 흡수 테일과 같은서만 흡수 특성을 확장했다는 것을 제시합니다 (스펙트럼 10)와 견부는- 1 보다 적게 정의됩니다. 그밖 점에, 열매를 산출한다는 것은 스펙트럼이 부피 P3HT 물자와 유사하다는 것은 것을 발견됩니다. 스펙트럼 12 에 확장한 흡수가 고도 특징에서 떨어져 있는 것처럼 보인다는 것을 14와 관련있는 점에, 보입니다. 스펙트럼 12 에 14의 가까이에 빛띠 분석을, 지구는 더 높은 공간적 해상도로 향상하기 위하여는 다시 검사되고 관련 심상은 숫자 6 (상단)에서 보입니다 이후에 장악된 괴기한 소집 취득은 숫자 6 (아래)에서 보이고.

숫자 6. 그림 5에서 반점의 가까이에 AFM 심상 (상단) 및 (밑바닥) 대응 스펙트럼을 12-14 보여주는 괴기한 소집 취득; 각 마커 사이 간격은 ~ 100 nm입니다

스펙트럼은 대략 100개 nm 따로따로와 괴기한 변이가 동일 길이 가늠자 안에 보인다는 것을 관찰됩니다 (두번째에서 제 3 의에와 다섯번째 여섯 번째까지 스펙트럼). 견부 약 1500 cm가-1 화살에 사라지고는 다시 나타나는 때, 1380 cm의 가까이에 신호는-1 넓히는 것처럼 보입니다. nanoIR™를 사용해서, 이 IR 괴기한 변경은 굉장하게 높은 공간적 해상도에 보일 수 있습니다.

PCBM 진한 액체로 처리된 P3HT 혼합

이 예제에서, 지상 결점은 열처리 P3HTPCBM 견본의 AFM 심상을 보여주는 숫자 7에서 관찰됩니다. 특정 지방화된 IR 스펙트럼은 심상의 밑에 특징 떠오르기 위하여 직접 보입니다.

숫자 7. 열처리 PCBM 진한 액체로 처리된 P3HT 견본의 AFM 심상 그리고 스펙트럼

nanoIR 스펙트럼이 순수한 분대를 위한 nanoIR 스펙트럼과 비교될 때, 현지 변경은 확인됩니다. 1444 cm와 1432 cm에-1 메틸렌 굽힘 방식은-1 P3HT 및 PCBM에, 각각 대응합니다. 1444 cm-1 악대에는 또한 최빈값을 기지개하는 부분적으로 덮는 반지 반원에서 기여금이 있습니다. 노란 연장 수장을 위한 대응 스펙트럼에는 두 분대 다 있습니다. 외부 반지 또는 적색표시 또는 스펙트럼 1에, 1732 cm (PCBM)-1 에 첨단은 cm (P3HT)가 지배적인 1444에-1 작습니다 분대입니다. 녹색과 자주색 둘 다 연장 수장에 (스펙트럼 3과 4)는 PCBM에 의해, 1432 cm의 가까이에-1 악대 1 차적으로 기여됩니다. 센터에 로브가 주로 PCBM이다는 것을 마지막으로,-1 1432 cm에 악대-1 의 날카로움 및 더 강한 1732 cm 신호는 건의합니다.

P3HTPCBM 혼합에 관하여 지상 결점의 뻣뻣함은 nanoIR™를 사용하여 imaged 일 수 있습니다. 1450 cm에 지속 파동적인 IR 레이저 방사선에 드러낼 때-1 외팔보의 접촉 주파수는 AFM 끝이 견본을 통해 움직이는 때 끊임없이 추적됩니다. 여기에서 (노란/오렌지) 대량 물자는 결점 (녹색)의 실내 지역의 대부분 보다는 더 뻣뻣한 것처럼 보입니다.

숫자 8. 대응 고도 심상에 지도로 나타나는 화학 결점의 접촉 주파수 심상; 주파수의 범위는 대략 30 kHz (군기 바입니다: 주황색. 더 뻣뻣한; 진한 갈색 - 더 연약한)

결론

분석에서 장악된 데이터는 nanoIR™의 높은 공간적 해상도 (~100 nm)를 가진 광전지 물자의 세트를 분석하기 위하여 기능을 보여줍니다. 위상적인 특징은 그들의 대응 화학 적외선 서명에 연결될 수 있습니다. 100 nm 공간적 해상도는 도메인 경계가 모르는 응용에서 쉽게 달성될 수 있습니다. 물자의 현지 상분리는 순수한 분대의 대량 스펙트럼과 결점 사이트에 현지 nanoIR pectra를 비교해서 있습니다. 추가적으로, 결점을 포위하는 상대적인 접촉 주파수는 대응 지세로 동시에 지도로 나타납니다.

Anasys 계기에 관하여

Anasys Instruments Corporation은 이하 100nm 열 속성 정보의 필드에 있는 개척자입니다. 회사의 기술 및 제품은 중합체, 조제약, 데이터 저장 및 향상되 물자 시장에 있는 도량형학과 분석 도전을 제시하기 위하여 이용되고 있습니다. 2007년에, Anasys는 때문에 2개의 고급 기업 포상, 연구 및 개발 100 포상 및 취임 혁신적인 기술에 있는 지도자로 Anasys를 인식하는 MICRO/NANO 25 포상의 우승자 지명되기.

근원: Anasys 계기

이 근원에 추가 정보를 위해 Anasys 계기를 방문하십시오

Date Added: Jul 19, 2011 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 07:05

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