Summary
Questo manoscritto descrive come progettare e fabbricare efficiente SMPV1:PC invertito71BM celle solari con nanorod di ZnO (NRs) coltivato su uno strato di seme di alta qualità Al-drogati ZnO (AZO). Ben allineati verticalmente orientato ZnO NRs espositivo elevate proprietà cristallina. L'efficienza di conversione di potenza delle celle solari possa raggiungere 6,01%.
Abstract
Questo manoscritto descrive come progettare e fabbricare efficienti celle solari invertite, che sono basate su una molecola piccola coniugata bidimensionale (SMPV1) e [6,6] - fenil - C71-estere metilico di acido butirrico (PC71BM), utilizzando nanorod di ZnO (NRs) coltivato su uno strato di seme di alta qualità Al-drogati ZnO (AZO). Le celle solari di71BM SMPV1:PC invertito con NRs ZnO che è cresciuto su uno strato di seme AZO trasformati sputtered e sol-gel sono fabbricate. Confrontato con il film sottile AZO preparato con il metodo sol-gel, la pellicola sputtered AZO esibisce cristallizzazione migliore e più bassa rugosità superficiale, secondo diffrazione di raggi x (XRD) e misure di forza atomica (AFM) microscopio. L'orientamento della NRs di ZnO cresciuto su uno strato di seme AZO sputtered vede meglio allineamento verticale, che è benefico per la deposizione dello strato attivo successivo, formando morfologie di superficie migliore. Generalmente, la morfologia superficiale dello strato attivo principalmente domina il fattore di riempimento (FF) dei dispositivi. Di conseguenza, la NRs ZnO ben allineati può essere utilizzato per migliorare la raccolta di vettore dello strato attivo e per aumentare la FF delle celle solari. Inoltre, come una struttura anti-riflesso, può essere utilizzato anche per migliorare la raccolta luce del livello di assorbimento, con l'efficienza di conversione di energia (PCE) di celle solari raggiungendo 6,01%, superiore a sol-gel a base di celle solari con un'efficienza di 4,74 %.
Introduction
Dispositivi fotovoltaici organici di (OPV) recentemente hanno subito notevoli sviluppi nell'applicazione delle fonti energetiche rinnovabili. Tali dispositivi organici hanno molti vantaggi, tra cui il processo di soluzione di compatibilità, peso leggero, basso costo, flessibilità, ecc.1,2,3,4,5 fino ad ora, celle solari polimeriche (PSC) con un PCE di più del 10% sono state sviluppate utilizzando polimeri coniugati mescolati con PC71BM6. Rispetto agli sportelli unici a base di polimeri, piccola base molecolare OPVs (SM-OPVs) hanno attirato più attenzione quando si tratta di fabbricare OPVs dovuto loro diversi vantaggi distinti, tra cui strutture chimiche ben definite, facile sintesi e purificazione, e generalmente più alta tensione di circuito aperto (Voc)7,8,9. Allo stato attuale, una struttura a 2-D coniugato piccola molecola SMPV1 (2,6-Bis[2,5-bis(3-octylrhodanine)-(3,3-dioctyl-2,2':5,2 '-terthiophene)]-4,8-bis((5-ethylhexyl)thiophen-2-yl)benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophene) con BDT-T (benzo [1,2-b:4., 5-b'] bitiofene) come l'unità centrale e da 3-octylrodanine come il fine-gruppo elettron-attrattori10 è stato progettato e utilizzato per miscela con PC71BM per promettente applicazione OPVs sostenibile. Il PCE di celle solari convenzionali piccola molecola (SM-OPVs) basato su SMPV1 mescolato con PC71BM ha raggiunto più di 8,0%10,11.
In passato, gli sportelli unici potrebbero essere migliorati e ottimizzati semplicemente regolando lo spessore dello strato attivo. Tuttavia, a differenza di sportelli unici, SM-OPVs in generale hanno una minore lunghezza di diffusione, che limita notevolmente lo spessore dello strato attivo. Quindi, per aumentare ulteriormente la densità di corrente breve (Jsc) di SM-OPVs, utilizzando il nano-struttura12 o NRs9 per migliorare assorbimento ottico della SM-OPVs è diventato necessario.
Tra questi metodi, la struttura di NRs anti-riflesso è generalmente efficace per la raccolta luce del livello attivo su una vasta gamma di lunghezze d'onda; di conseguenza, saper crescere ben allineati verticalmente orientata ossido di zinco (ZnO) NRs è molto critica. La rugosità superficiale dello strato semi sotto lo strato di ZnO NRs ha una grande influenza sull'orientamento delle matrici NR; Pertanto, al fine di depositare NRs ben orientata, la cristallizzazione del livello seme deve essere precisamente controllata9.
In questo lavoro, le pellicole AZO sono preparate da theRadio-frequenza (RF) tecnica di sputtering. Rispetto ad altre tecniche, RF sputtering è conosciuto per essere una tecnologia efficiente che è trasferibile all'industria per esso è una tecnica di deposizione affidabile, che permette la sintesi di elevata purezza, uniforme, liscia e auto-sostenibile AZO film sottile a crescere su substrati di ampia area. Utilizzante la RF sputtering deposizione favorisce la formazione di pellicole di alta qualità AZO che presentano elevata cristallizzazione con ridotta rugosità della superficie. Quindi, nel livello di crescita successiva, gli orientamenti della NRs sono altamente allineati, ancora più così se paragonato ai film di ZnO preparato con il metodo sol-gel. Utilizzando questa tecnica, il PCE delle celle solari invertito piccola molecola basata sulle matrici di ZnO NR orientate verticalmente ben allineate possa raggiungere 6,01%.
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Protocol
1. crescita dello strato di seme Sputtered AZO su substrato di ITO
- Stick 4 pezzi di nastro anticorrosivo (0,3 x 1.5 cm) su un lato del substrato Indio ossido di stagno (ITO) a formare un quadrato (1,5 x 1,5 cm). Mettere l'ITO in acido cloridrico per 15 min incidere la superficie esposta di ITO.
- Rimuovere il nastro e pulire l'esempio utilizzando un sonicatore; sottoporre ad ultrasuoni con acqua deionizzata (DI), acetone, etanolo e isopropanolo a sua volta per 30 minuti ciascuno. Piega la fantasia ITO con una pistola di azoto compresso.
- Allegare i substrati ITO puliti sul supporto del substrato di nastro e caricare il titolare nella camera principale della RF sputtering sistema. Pompa la pressione nella camera di sotto 4 x 10-6 torr tramite la meccanica e pompa di diffusione per garantire la purezza dell'ambiente.
- Inserire gas argon puro (portata: 30 sccm) nella camera principale e controllo della pompa per mantenere la pressione della camera alle 1 mtorr.
- Preparare gli strati di seme AZO utilizzando la RF sputtering metodo, basato sul metodo segnalati13(13,56 MHz). Utilizzare una dimensione in 2 circolare AZO (2 wt % Al2O3 in ZnO) destinazione in ceramica per depositarle su substrati di vetro ITO pre-puliti. Mantenere la distanza di destinazione al substrato a 10 cm.
- Mantenere la pressione di esercizio a 1 mtorr e potenza RF a 40 W durante la deposizione. Controllo della temperatura del substrato a temperatura ambiente. Impostare la polarizzazione di CC applicata e la velocità di deposizione a 187 V e 4 nm/min, rispettivamente a depositare il film sottile AZO. Lo spessore dello strato AZO seme dovrebbe essere controllato a 40 nm basato sul monitor di spessore del cristallo di quarzo.
- Dopo che il campione si raffredda fino a 30 ° C nella camera, spegnere la pompa e inserire l'alloggiamento principale gas azoto fino a quando la camera può essere aperta. Rimuovere il campione da titolare del substrato.
2. crescita del Sol-gel elaborati strato di ZnO seme su substrato di ITO
- Depositare lo strato di seme di ZnO sul substrato di ITO con motivi con lo spin di sol-gel rivestimento metodo14. La zinco acetato diidrato, 2-methoxethanol e monoetanolamina (MEA) vengono utilizzati come la partenza materiali, solvente e stabilizzatore, rispettivamente.
- Sciogliere lo zinco acetato diidrato (4,39 g) in una miscela di 2-methoxethanol (40 mL) e MEA (1,22 g) per ottenere la concentrazione di acetato di zinco di 0,5 M.
- Mescolare la miscela risultante a 60 ° C per 2 h. Lasciate la sol riposare per 12 h formare una soluzione omogenea chiara e trasparente.
- Depositare lo strato di seme di ZnO su substrati di vetro ITO modellato puliti utilizzando il metodo di rivestimento di spin. Aggiungere 0,1 mL di soluzione sol-gel sul substrato e ruotare a 3.000 giri/min per 30 s utilizzando una macchina a rotazione.
- Dopo spin coating, asciugare la pellicola a 200 ° C per 30 minuti su una piastra calda per permettere al solvente di evaporare e rimuovere i residui organici. Lo spessore dello strato ZnO seme dovrebbe essere circa 40 nm14.
3. crescita di ZnO NR matrice su uno strato di seme
- Crescere la matrice di ZnO NR utilizzando il metodo idrotermale.
- Mix 1.49 g zinco nitrato esaidrato (Zn (NO3)2·6H2O) ed esametilentetrammina 0,7 g (HMT) (C6H12N4) in 100 mL DI acqua. Mescolare la miscela risultante a temperatura ambiente per 30 min.
- Collegare il lato ITO dello strato AZO sputtered seme con i campioni di ZnO sol-gel per il vetro di copertura con del nastro. Mettere i campioni in un 50ml tubo conico in polipropilene riempito con 50 mL di soluzione di Zn (NO3)2·6H2O e HMT.
- Durante la crescita, riscaldare il tubo conico in polipropilene distesa orizzontalmente in un forno di laboratorio con i campioni di spin rivestito rivolto verso il basso e mantenere la temperatura a 90 ° C per 90 min.
- Alla fine del periodo di crescita, è necessario rimuovere i substrati dalla soluzione e sciacquare la superficie del campione con acqua distillata ed etanolo (all'interno di due bottiglie di lavaggio) a sua volta per 1 min ciascuno per rimuovere il sale residuo dalla superficie. Piega l'esempio utilizzando una pistola di azoto compresso e cuocere su un piatto caldo a 250 ° C per 10 min.
4. fabbricazione e misura delle celle solari invertito piccola molecola
- Caricare il substrato di ITO con la matrice di ZnO NR una macchina a rotazione nel vano portaoggetti. Mescolare 1 mL di toluene contiene 15 mg di SMPV1 e 11,25 mg di PC71considerando Add 0,1 mL di soluzione, spin il campione a 2.000 giri/min per 40 s utilizzando una macchina a rotazione e ricottura e a 60 ° C per 2 min.
- Dopo il processo di ricottura, posizionare il substrato in un sistema di evaporazione termica. La camera a vuoto inizialmente utilizzando una pompa meccanica, fino a quando la pressione raggiunge 4 x 10-2 torr, quindi passa a un turbo pompa per rendere la pressione ambiente < 4 x 10-6 torr.
- Deposito il MoO3 strato a una velocità di deposizione di 0.1 nm/s riscaldando MoO3 in polvere in una barca di molibdeno resistivo con un Z-rapporto di 1.0 e una corrente di ingresso di 105 r. deposito l'Ag strato a una velocità di deposizione di 0,5 nm/s di lingotti d'argento di riscaldamento in un resistivo t ungsten barca con un Z-rapporto di 0,529 e una corrente di ingresso di 190 A. Il sistema dovrebbe includere un monitor della frequenza evaporazione cristallo di quarzo per controllare il processo di evaporazione. Lo spessore del MoO3 e strati di Ag deve essere controllato per essere 5 e 150 nm, rispettivamente basato sul monitor di spessore del cristallo di quarzo.
- Dopo che il campione si raffredda fino a 30 ° C nella camera, spegnere la pompa e inserire la camera di gas azoto fino a quando la camera può essere aperta. Rimuovere il campione dal titolare del substrato e caricare l'esempio nel vano portaoggetti.
- Aprire il sistema del simulatore solare e aspettare 20 min fino a quando la sorgente luminosa del sistema è stabile. Illuminare il campione a 100 mW/cm2 da un simulatore solare utilizzando una massa d'aria 1,5 globale (AM 1.5 g) filtro. Contemporaneamente, è possibile utilizzare l'analizzatore per spazzare il dispositivo da -1 V a + 1 V per ottenere la densità di corrente-tensione (J-V) curva14,15.
5. caratterizzazione tecniche
- Eseguire la diffrazione dei raggi x measurment16 con una fonte di Cu Kα per studiare le strutture della NRs ZnO, sullo strato AZO sputtered seme e lo strato di seme di ZnO sol-gel elaborati. La velocità di scansione deve essere 1 ° / min, e l'intervallo di scansione deve essere 10-90 ° (2 θ).
- Caratterizzare la morfologia superficiale e l'immagine della sezione trasversale dei campioni mediante emissione di campo scansione microscopia elettronica17 impostando la tensione di funzionamento a 10 kV.
- Ottenere il micro fotoluminescenza (PL) spettri di tutti i campioni usando un 325 laser He-Cd CW nm (20 mW) come la sorgente di eccitazione con un 2.400 scanalature/mm grata della retrodiffusione geometria. AllPL misure18 deve essere eseguita a temperatura ambiente.
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Representative Results
La struttura a strati dei dispositivi è costituito da un substrato di ITO/AZO (40 nm) / strato di ZnO NRs, SMPV1:PC71BM (80 nm) / MoO3 (5 nm) /Ag (150 nm) come mostrato nella Figura 1. In generale, il livello di seme AZO o ZnO è ampiamente usato come lo strato di trasporto dell'elettrone (ETL) in dispositivi di sportelli unici. A parte gli sportelli unici, SM-OPVs di solito hanno un livello attivo più breve, limitato da diffusione più breve lunghezza8. Quindi, per migliorare ulteriormente le funzionalità di raccolta di luce dei dispositivi, lo strato di ZnO NRs è stato introdotto per essere coltivata sul livello di seme, a lavorare come uno strato anti-riflesso per migliorare la raccolta della luce incidente e per aumentare l'area di interfaccia per vettore insieme alla stesso tempo12,14.
La morfologia superficiale e rugosità dello strato semi hanno una notevole influenza sull'orientamento delle matrici NR. Figura 2a e Figura 2b areAFM immagini dello strato semi basato sul metodo "sputtering" e il metodo sol-gel, rispettivamente. La morfologia superficiale dello strato semi sol-gel elaborato può essere visto non solo espositivo rugosità superiore, ma anche a formare un disegno naturale ridge. Di conseguenza, l'orientamento delle matrici NR coltivate su strato di sol-gel elaborato sarà molto più ruvida del strati coltivati usando la tecnica sputtering. C figura 2 e figura 2d mostrano il microscopio elettronico a scansione (SEM) immagini delle matrici NR cresciute sullo strato sputtered seme e lo strato di seme di sol-gel trattati rispettivamente. Chiaramente, l'orientamento delle matrici NR cresciuta sul layer AZO sputtered può essere osservata per essere migliore di quelle coltivate su strato di ZnO di sol-gel elaborati.
Oltre le immagini di SEM, per stimare ulteriormente l'orientamento delle matrici NR, analisi XRD (Figura 3) viene utilizzato per identificare l'orientamento e la cristallizzazione delle matrici NR. Confrontati con gli spettri XRD di NRs coltivate su uno strato di seme di sol-gel elaborati, gli spettri di matrici NR basate su uno strato di seme sputtered vedere un picco relativamente più forte al 34,5 °, che indica che non solo l'orientamento, ma anche la cristallizzazione della NR ZnO matrici s migliore sul livello sputtered rispetto sul livello di processo sol-gel.
Oltre alle misurazioni di XRD del livello di seme, si misurano anche gli spettri di µ-PL di NRs. La figura 4 Mostra gli spettri di PL delle matrici NR con metodi di deposizione differenti. Il picco di emissione a 385 nm proviene dalla ricombinazione eccitonici19. D'altra parte, l'emissione verde degli spettri proviene da vacanze di ossigeno (difetti intrinseci), ancora una volta che implica che la qualità della pellicola dello strato sputtered è meglio che la qualità della pellicola formata dal metodo sol-gel. Si può notare che gli spettri di PL della NRs ZnO su AZO sputtered Mostra un picco considerevolmente più debole a 385 nm rispetto a quella della NRs ZnO su ZnO sol-gel. Questo significativo PL tempra si verifica nella matrice di ZnO NR sul layer AZO sputtered seme, implicando che il layer AZO seme contiene meglio dissociazione eccitone e carica capacità di separazione di quella di strato di seme di ZnO sol-gel. I risultati rivelano che il livello AZO/ZnO NRs basato sul processo "sputtering" sembra essere un migliore livello di trasporto dell'elettrone di quello basato sul processo di soluzione.
La figura 5 Mostra le caratteristiche di J-V dei dispositivi con uno strato di seme AZO sputtered e un sol-gel elaborato strato di seme di ZnO. Corrente Jscdi corto circuito, circuito aperto tensione Voc, FF e il PCE può essere derivato dalle curve J-V. I dispositivi con uno strato di seme sputtered esibiscono Jsc 11.96 mA/cm2, Voc di 0,87 V, FF del 57,8% e PCE di 6,01%, che è meglio che il sol-gel elaborati delle celle solari con Jsc 10.01 mA/cm2, Voc di 0,88 V , FF di 53,8% e PCE di 4,74%.
La tabella 1 Mostra le prestazioni dei dispositivi con strati di seme differente. Utilizzando il livello di seme sputtered, ben allineati verticalmente orientata ZnO NR ETL può essere formato, e quindi non solo l'assorbimento, ma anche l'efficienza di raccolta del vettore può essere migliorata. Di conseguenza, confrontato con i dispositivi di sol-gel elaborati, dispositivi con uno strato di seme sputtered mostrano più alto valore disc J (11.96 mA/cm2) e migliore valore FF (57,8%), come illustrato nella tabella 1.
Figura 1: diagramma schematico della struttura delle celle solari invertito piccola molecola. Struttura a strati dei dispositivi ha consistito di ITO substrato/AZO (40 nm) / strato di ZnO NRs, SMPV1:PC71BM (80 nm) / MoO3 (5 nm) /Ag (150 nm). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 2: immagini AFM e SEM di matrice ZnO NR. Immagini AFM di ZnO NR matrice coltivate su (un) in uno strato di seme AZO sputtered e (b) un sol-gel elaborati ZnO strato di seme; Immagini di vista dall'alto di SEM di ZnO NR matrice coltivate su (c) in uno strato di seme AZO sputtered e (d) un sol-gel elaborati strato di seme di ZnO. La morfologia superficiale e rugosità dello strato ZnO NRs possono essere osservati tramite le immagini AFM e SEM. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 3: spettri XRD di matrice ZnO NR. Il modello XRD di ZnO NR matrice coltivate su uno strato di seme AZO sputtered e uno strato di seme di ZnO sol-gel elaborati. L'orientamento e la cristallizzazione della NRs possono essere identificati dagli spettri XRD. La matrice di ZnO NR coltivata su strati di diverso seme esibisce quasi lo stesso orientamento (002). La forza del picco (002) per la NRs sul layer AZO sputtered seme è più forte che il sol-gel elaborati ZnO seme strato, rivelando che la NRs ZnO su layer AZO sputtered seme esibisce meglio verticale orientamento lungo l'asse (002). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 4: spettri di PL di strato di seme AZO e ZnO. Gli spettri di PL di uno strato di seme AZO sputtered e uno strato di seme di ZnO sol-gel elaborati. I difetti e la capacità di dissociazione eccitone della NRs possono essere valutate dagli spettri PL. Il picco di emissione a 385 nm proviene dalla ricombinazione eccitoniche e l'emissione verde degli spettri viene da offerte di ossigeno della matrice di ZnO NR. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 5: curva J-V dei dispositivi con strati di diverso seme. Le caratteristiche di J-V di dispositivi nell'ambito dell'illuminazione con uno strato di seme AZO sputtered e un sol-gel elaborati strato di seme di ZnO. Le prestazioni delle celle solari possono essere derivate dalle curve J-V14. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
| Dispositivi | Voc (V) | Jsc (mA/cm2) | FF (%) | PCE(%) |
| "Sputtering" strato di seme | 0,87 | 11,96 | 57,8 | 6.01 |
| Strato di seme di sol-gel elaborati | 0.88 | 10.01 | 53,8 | 4.74 |
Tabella 1: le prestazioni dei dispositivi con strati di diverso seme. Un riepilogo delle prestazioni dei dispositivi derivato dalle curve di J-V compresa la corrente di corto circuito, aprire la tensione del circuito, fattore di riempimento e l'efficienza di conversione di potenza
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Discussion
Utilizzando l'intercalare di NRs, sia la Jsc e la FF dei dispositivi può essere migliorata. Tuttavia, la rugosità di superficie di NRs influenzerà anche i processi successivi. Pertanto, l'orientamento e la morfologia superficiale della NRs deve essere manipolati con attenzione. Per lungo tempo, il sol-gel elaborazione ETL come TiO2 e ZnO sono stati comunemente utilizzati in sportelli unici a causa loro procedure semplici. Tuttavia, la cristallizzazione di strati trattati di sol-gel è generalmente di tipo amorfo e la morfologia superficiale degli strati è agitata nella maggior parte dei casi. Quindi, in questo studio, per controllare con precisione la qualità della pellicola dello strato seme, lo strato di seme sputtered è stato selezionato per sostituire lo strato di seme di sol-gel elaborati. Il NRs di ZnO cresciuto sul layer AZO sputtered seme mostrano anche migliore allineamento verticale, che è vantaggioso per i processi successivi. È notato che alla fine del processo di crescita di NRs, il solvente residuo precursore sulla NRs deve essere rimosso, e così il campione deve essere cotto sulla piastra calda per garantire che il solvente residuo si asciuga completamente. Inoltre, per evitare l'effetto di ricottura cambiando la morfologia superficiale, la temperatura di essiccazione è impostata a 250 ° C, che è inferiore alla temperatura di ricristallizzazione della ZnO.
In generale, il livello di trasporto dei dispositivi OPV domina il vettore raccolta e trasporto delle celle solari. Di conseguenza, migliorare la mobilità dei livelli di trasporto è molto critica9. A differenza del film sol-gel elaborati, regolando la potenza RF, la temperatura di deposizione e concentrazione del target AZO, il doping Pellicola sputtered seme AZO strato può mantenere alta cristallizzazione e mobilità degli elettroni ad alta.
Anche in vari ambienti o condizioni di questo processo di fabbricazione, è ancora facile da replicare i risultati dell'esperimento. Come la qualità della pellicola dello strato semi è ben controllata, la matrice di ZnO NR orientata verticalmente ben allineata può essere facilmente ottenuta.
Anche se la matrice di ZnO NR Mostra il potenziale grande per funzionare come ETL in OPVs, la resistenza del foglio della matrice NR ZnO è ancora alta. Quindi, le matrici di ZnO NR non possono sostituire l'ITO e devono essere compatibili con ITO o altri elettrodi trasparenti durante le applicazioni.
Diverso da quello di funzionamento come l'ETL in SM-OPVs, le matrici di ZnO NR orientate verticalmente ben allineate possono anche funzionare come uno strato anti-riflesso in un organico diodi emettitori di luce (OLED) per aumentare l'emissione di luce20. Inoltre, per applicazioni di illuminazione, può funzionare come un donatore di ricombinarsi con fori per emettere luce di una specifica lunghezza d'onda di21. Di conseguenza, crediamo che alta qualità polverizzato AZO film e ben allineati verticalmente orientata ZnO NR matrici giocherà un ruolo importante nell'industria optoelettronica in futuro.
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Disclosures
Gli autori dichiarano di non avere nessun concorrenti interessi finanziari.
Acknowledgments
Gli autori vorrei ringraziare il Consiglio scienza nazionale della Cina per il sostegno finanziario di questa ricerca sotto contratto no. La maggior parte 106-2221-E-239-035 e la maggior parte dei 106-2119-M-033-00.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| AZO target | Ultimate Materials Technology Co., Ltd. | none | AZO (2 wt% Al2O3 in ZnO) , 3”ψx 3mmt + 3mmt Cu B/P + Bonding |
| SMPV1 | Luminescence Technology Corp. | 1651168-29-4 | 2,6-Bis[2,5-bis(3-octylrhodanine)-(3,3-dioctyl-2,2':5,2''-terthiophene)]-4,8-bis((5-ethylhexyl)thiophen-2-yl)benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophene |
| RF sputtering system | Kao Duen Technology Co., Ltd | none | http://www.kaoduen.com.tw/index.php?action=product |
| Zinc Acetate Dihydrate | J. T. Baker | 5970456 | 4.39 g |
| Monoethanolamine | J. T. Baker | 141435 | 1.22 g |
| 2-methoxyethanol | Sigma-Aldrich | 109864 | 40 mL |
| Zinc Nitrate Hexahydrate | J. T. Baker | 10196186 | 1.49 g |
| Hexamethylenetetramine | Sigma-Aldrich | 100-97-0 | 0.7 g |
| Indium tin oxide (ITO) | RiTdisplay | none | coated glass substrates (<10 Ω sq–1) |
| AFM | Veeco | Innova SPM | |
| SEM | FEI | Nova 200 NanoSEM | operation voltage: 10 kV |
| XRD | Bruker | D8 X-ray diffractometer | 2θ range: 10–90 °; step size: 0.008 ° |
| PL | Horiba | Jobin-Yvon HR800 | excitation source: 325 nm UV Laser 20 mW |
| solar simulator | Newport | 91192A | AM 1.5G |
| Precision Semiconductor Parameter Analyzer | Keysight Technologies | Agilent 4156C | sweep from -1 to +1 V |
| toluene | Sigma-Aldrich | 108-88-3 | 1 mL |
| PC71BM | Sigma-Aldrich | 609771-63-3 | 11.25 mg |
| Thermal evaporation system | Kao Duen Technology Co., Ltd | Kao Duen PVD System | http://www.kaoduen.com.tw/index.php?action=product |
| HCl | Sigma-Aldrich | 7647-01-0 | |
| MoO3 | Alfa Aesar | 1313-27-5 | 99.50% |
| silver ingot | ADMAT Inc. | none | 100.00% |
| Thin Film Deposition Controller | INFICON | XTC | |
| anti-corrosion tape (Polyimide Film) | 3M Taiwan Corporation | none | http://solutions.3m.com.tw/wps/portal/3M/zh_TW/InsulatingTape/home/product/Polyimide/ |
| spin-coater | Chemat Technology, Inc | KW-4A | http://www.chemat.com/chematscientific/KW-4A.aspx |
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