פוטו חומרים אורגניים (OPV) הם מטבע הומוגניות בקנה המידה ננומטרי. אי הומגניות ננומטרי של חומרי OPV משפיעים על ביצועים של התקני פוטו. במאמר זה, אנו מתארים פרוטוקול למדידות כמותיות של תכונות חשמליות ומכאניות של חומרי OPV עם רזולוצית ננומטר תת-100.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מוליכות כמותית במקביל ומדידת תכונות מכאנית של חומרים אורגניים באמצעות Photovoltaic AFM
במאמר זה
סיכום
תקציר
פוטו חומרים אורגניים (OPV) הם מטבע הומוגניות בקנה המידה ננומטרי. אי הומגניות ננומטרי של חומרי OPV משפיעים על ביצועים של התקני פוטו. לכן, הבנה של וריאציות מרחביים בהרכב, כמו גם תכונות חשמליות של חומרי OPV הוא בעלת חשיבות עליונה להעברת טכנולוגיית PV קדימה. 1,2 במאמר זה, אנו מתארים פרוטוקול למדידות כמותיות של תכונות חשמליות ומכאניות של חומרי OPV עם תת רזולוצית -100 ננומטר. נכון לעכשיו, חומרי מדידות נכסים שבוצעו תוך שימוש בטכניקות זמינות מסחרי AFM מבוססים (PeakForce, AFM מוליך) לספק מידע איכותי באופן כללי בלבד. את הערכים של התנגדות, כמו גם מודול של יאנג נמדד באמצעות השיטה שלנו על איטו אבטיפוס / PEDOT: PSS/P3HT: 61 מערכות מחשב BM מתאימים היטב עם נתונים בספרות. P3HT: מחשב תערובת 61 BM מפריד על גבי מחשב 61 BM-עשירה וP3HT עשיר domains. תכונות מכאניות של המחשב 61 תחומי BM-עשירים וP3HT עשירים שונות, המאפשרות לייחוס תחום על פני השטח של הסרט. חשוב מכך, שילוב של נתונים מכאניים וחשמליים מאפשר למתאם של מבנה התחום על פני השטח של סרט עם וריאצית תכונות חשמליות נמדדה באמצעות העובי של הסרט.
מבוא
פריצות הדרך אחרונות בתחום יעילות המרת כוח (PCE) של פוטו האורגני (OPV) תאים (דוחף 10% ברמת התא) 3 בתיאום עם עמידה בתהליכי ייצור תפוקה גבוהה ועלות נמוכה 4 הביאו אור זרקורים אל הטכנולוגיה כOPV פתרון אפשרי לאתגר של ייצור זול של תאים סולריים שטח גדול. חומרי OPV הם מטבע הומוגניות בקנה המידה ננומטרי. אי הומגניות ננומטרי של חומרים וביצועים של התקני פוטו OPV מחוברים בצורה אינטימית. לפיכך, אי הומגניות הבנה בהרכב, כמו גם תכונות חשמליות של חומרי OPV הם בעלת חשיבות עליונה להעברת טכנולוגית OPV קדימה. מיקרוסקופ כוח אטומי (AFM) פותח ככלי למדידות ברזולוציה הגבוהה של טופוגרפית משטח מאז 1986. 5 כיום, טכניקות לתכונ....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
1. אות רכישה
- התקן מדגם (תאים סולריים פולימר ללא קתודה (איטו / PEDOT: PSS/P3HT: המחשב 61 BM)) לתוך AFM Multimode מסחרי (Veeco, סנט ברברה, קליפורניה) המצויד בבקר Nanoscope-V.
- התקן AFM חללית מוליך לבעל Multimode AFM חללית.
- צור קשר חשמלי בין AFM הבדיקה, הדגימה ומקור מתח.
- פלט תוואי נוכחי מגבר (אות הנוכחית), פלט הסטייה AFM Multimode (אות כוח), פלט Multimode AFM מדגם גובה ....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
מודולוס של יאנג והתנגדות המפות (איור 3) תוצאות טיפוסיות נוכחיות של המדידות שתוארו לעיל. תכונות מכאניות וחשמליות של איטו / PEDOT: PSS/P3HT: 61 מחסנית מחשב BM נמדדו בשלילי (-10 V) וחיובי (+6 V) עם מתח לבדיקת AFM. ממצאי הדמיה, הקשורים לאינטראקציה אלקטרוסטטית בין AFM הבדיקה והמדגם, הם בעיה נפוצה למדידות כמותיות של מאפיינים תפקודיים באמצעות AFM. דמיון גודל moduli של יאנג נמדד במתחים שונים מדגים חוסנו של פרוטוקול המדידה שתואר לעיל ביחס לחפצים אלקטרוסטטי. לעתי.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
אין ניגודי האינטרסים הכריזו.
תודות
MPN מודה לתכנית המלגות של המנהל לתמיכה כספית. MPN רוצה להודות ליו צ'י טסנג לעזרה בפיתוח הפרוטוקול לעיבוד תאים סולריים. עבודה זו בוצעה במרכז לחומרים ננומטריים, משרד אנרגיה אמריקאי, משרד המדע, המשרד למתקן אנרגיה בסיסית מדעי משתמש תחת חוזה המס DE-AC02-06CH11357.
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| שם מגיב / חומרים | חברה | מספר קטלוגים | תגובות |
| דיו Plextronics | Plexcore | PV 1000 | |
| מצעי זכוכית איטו מצופים | טכנולוגיות דלתא, Inc | 25 אוהם / מ"ר | |
| 30 MHz מסונתז הגנרטור פונקציה | Stanfor מערכות מחקר | DS345 | |
| מגבר נוכחי | FEMTO | DLPCA-200 | |
| AFM multimode | Veeco, סנט ברברה, קליפורניה | מצויד בNanoscope-V בקר | |
| DAQ כרטיס | מכשירים הלאומיים | NI-PCI-6115 | |
| בדיקות מתכת Pt | RMNano | 12Pt3008 | |
| MATLAB תוכנה | Mathworks | ||
| LabVIEW תוכנה | מכשירים הלאומיים |
מקורות
- Chen, W., Nikiforov, M. P., Darling, S. B. Morphology characterization in organic and hybrid solar cells. Energy Environ. Sci. , (2012).
- Dupont, S. R., Oliver, M., Krebs, F. C., Dauskardt, R. H. Interlayer adhesion in roll-to-roll processed flexible inverted polymer solar cells. ....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
