A continuación, se presenta un protocolo para la fabricación de células solares de película delgada orgánica utilizando un revestidor de troquel mini-ranura y relacionados caracterizaciones estructura en línea utilizando técnicas de dispersión de sincrotrón.
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Artículo de método
La fabricación de la impresión a granel heterounión células solares y In Situ Morfología Caracterización
En este artículo
Resumen
Resumen
Los materiales basados en polímeros son prometedores como dispositivos fotovoltaicos eficientes, flexibles y de bajo coste. La mayoría de los esfuerzos de laboratorio para lograr dispositivos de alto rendimiento han utilizado dispositivos preparados por recubrimiento por rotación, un proceso que no es susceptible de fabricación a gran escala. Este desajuste en la fabricación de dispositivos dificulta la traducción de los resultados cuantitativos obtenidos en el laboratorio al nivel comercial, lo que dificulta la optimización. Utilizando un recubridor de matriz de miniranura, este desajuste se puede resolver trasladando el proceso comercial al laboratorio y caracterizando la formación de la estructura en la capa activa del dispositivo en tiempo real e in situ a medida que las películas se recubren sobre un sustrato. La evolución de la morfología se caracterizó bajo diferentes condiciones, lo que nos permite proponer un mecanismo por el cual las estructuras se forman y crecen. Esta recubridora de troqueles de miniranura ofrece una ruta simple, conveniente y eficiente en materiales mediante la cual se puede optimizar la morfología en la capa activa en condiciones industrialmente relevantes. El objetivo de este protocolo es mostrar detalles experimentales de cómo se fabrica un dispositivo de célula solar utilizando un recubridor de matriz de mini-ranura y detalles técnicos de la caracterización de la estructura in situ utilizando el recubridor de matriz de mini-ranura.
Introducción
fotovoltaica orgánica (OPV) son una tecnología prometedora para producir energías renovables rentables en un futuro próximo. Se han realizado 1, 2, 3 enormes esfuerzos para desarrollar polímeros foto-activa y fabricar dispositivos de alta eficiencia. Hasta la fecha, solo los dispositivos de OPV en capas han logrado una eficiencia de conversión de potencia> 10% (PCE). Estas eficiencias se han logrado en los dispositivos a escala de laboratorio usando recubrimiento por rotación para generar la película, y la traducción de los dispositivos de escala de mayor tamaño ha estado pl....
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Protocolo
1. Fotón-activa Preparación Mezcla Tinta
- Pesar 10 mg de polímero DPPBT y 10 mg de PC 71 material de BM (estructuras químicas mostradas en la Figura 1). Mezclar en un vial de 4 ml.
- Añadir 1,5 ml de cloroformo y 75 l de 1,2-diclorobenceno en la mezcla.
- Ponga una pequeña barra de agitación en el vial, cerrar el vial con una tapa de politetrafluoroetileno (PTFE), y transferir el vial en un plato caliente. Se agita a ~ 400 rpm, y se calentó a ~ 50 ° C durante la noche antes de su uso.
2. ITO y la oblea de sustrato Limpieza y Preparación
- Cargar pre-modelado sustrato de ....
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Resultados
Se muestra en la Figura 3 es el sistema de revestimiento con matriz mini-ranura. Consiste en una máquina de revestimiento, una bomba de jeringa y una caja de control central. La máquina de revestimiento es la parte esencial, que está hecho de una cabeza de boquilla de ranura, una etapa de traslación horizontal, y una etapa de traslación vertical. El cabezal de boquilla de ranura está montado a la base de un motor de traslación vertical a través de un manipulador de incli.......
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Discusión
El método descrito aquí se centra en el desarrollo de un método de preparación de la película que se puede escalar fácilmente hasta en la producción industrial. impresión de película delgada y caracterización morfología sincrotrón son los pasos más críticos con el protocolo. En investigaciones anteriores de laboratorio OPV reducido, recubrimiento por rotación se utiliza como el método dominante para la fabricación de dispositivos de película delgada. Sin embargo, este proceso utiliza una alta fuerza centrífuga para exte.......
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Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecimientos
Este trabajo fue apoyado por Polymer-Based Materials for Harvesting Solar Energy (PHaSE), un Centro de Investigación de Frontera Energética financiado por el Departamento de Energía de EE. UU., la Oficina de Ciencias Básicas de la Energía bajo el número de adjudicación DE-SC0001087 y la Oficina de Investigación Naval de EE. UU. bajo el contrato N00014-15-1-2244. Partes de esta investigación se llevaron a cabo en las líneas de luz 7.3.3 y 11.0.1.2 en la Fuente de Luz Avanzada del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, que contó con el apoyo del DOE, la Oficina de Ciencias y la Oficina de Ciencias Básicas de la Energía.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| PC71BM | Nano-C Inc | nano-c-PCBM-SF | |
| DPPBT | La Universidad de Massachusetts | Hecho | |
| PEDOT:PSS | Heraeus | P VP Al 4083 | |
| Mucasol Limpiador líquido | Sigma-Aldrich | Z637181 | |
| Acetona | Sigma-Aldrich 270725 | ||
| Alcohol isopropílico | BDH | BDH1133 | |
| Cloroformo | Sigma-Aldrich 372978 | ||
| 1,2-diclorobenceno | Sigma-Aldrich | 240664 | |
| Fluoruro de litio | Sigma-Aldrich | 669431 | |
| Aluminio | Kurt Lesker | EVMAL50QXHD | |
| Viales de vidrio | Fisher Scientific | 03-391-7B | |
| Limpiador ultrasónico | Cleanosonic | Branson 2800 | |
| Horno | WVR | 414005-118 | |
| Rejilla de limpieza | Lawrence Berkeley National Lab | hecha | |
| Lawrence Berkeley | National Lab | ||
| UVOCS INC | T16X16 OES | ||
| Guantera | MBraun | Evaporador | |
| MBraun | hecho a | ||
| Coater | Jema Science Inc | Simulador solar hecho | |
| Newport | ABB | ||
| Spin Coater | SCS Equipo SCS | G3 | |
| Placa caliente | Thermo Scientific | SP131015Q | |
| Medición de rayos X | Berkeley National Lab Beamline | 7.3.3 |
Referencias
- Brabec, C. J., et al. Polymer-Fullerene Bulk-Heterojunction Solar Cells. Adv. Mater. 22 (34), 3839-3856 (2010).
- Thompson, B. C., Fréchet, J. M. J. Polymer-Fullerene Composite Solar Cells. Angew. Chem. Int. Ed. 47 (1), 58-77 (2008).
- Günes, S., Neugebauer, H., Sariciftci, N. S.
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Reimpresiones y permisos
