Méthode ambiante pour la production d'un ionique Gated nanotubes de carbone cathode commune dans les cellules solaires organiques Tandem

Résumé

Une méthode de fabrication, dans des conditions ambiantes, de dispositifs photovoltaïques organiques en tandem dans une configuration parallèle est présentée. Ces appareils sont dotés d’une cathode commune en nanotubes de carbone traitée à l’air, semi-transparente.

Résumé

Une méthode de fabrication de tandems photovoltaïques organiques (OPV) qui ne nécessite aucun traitement sous vide est présentée. Ces dispositifs sont composés de deux cellules polymères traitées en solution reliées en parallèle par une couche intermédiaire de nanotubes de carbone (CNT) transparents. Cette structure comprend des améliorations dans les techniques de fabrication des dispositifs OPV en tandem. Tout d’abord, la nécessité de cathodes traitées à température ambiante est prise en compte. L’anode CNT dans le dispositif tandem est réglée via un déclenchement ionique pour devenir une cathode commune. La porte ionique utilise une charge électrique à double couche pour abaisser la fonction de travail de l’électrode CNT. Deuxièmement, la difficulté d’empiler séquentiellement des couches en tandem par traitement en solution est abordée. Les appareils sont fabriqués par mise en solution et laminage à sec dans des conditions ambiantes avec des étapes de traitement parallèles. La méthode de fabrication des cellules polymères individuelles, les étapes nécessaires pour les laminer ensemble avec une cathode CNT commune, puis fournir des résultats représentatifs sont décrites. Ces résultats démontrent la prise ionique de l’électrode CNT pour créer une cathode commune et l’ajout de courant et d’efficacité à la suite de la procédure de laminage.

Introduction

Semi-conducteurs polymères sont les principaux photovoltaïques organiques (OPV) matériaux raison de la forte capacité d'absorption, de bonnes propriétés de transport, la flexibilité, et la compatibilité avec des substrats sensibles à la température. Dispositif VPO efficacité de conversion de puissance, η, ont augmenté considérablement au cours des dernières années, avec l'efficacité des cellules simples aussi élevées que 9,1% ^1, les une technologie d'énergie de plus en plus viable faire.

Malgré les améliorations dans η, les minces optimales des épaisseurs de couches actives des dispositifs limitent l'absorption ....

Protocole

1. Indium Tin Oxide (ITO) Modélisation et nettoyage

REMARQUE: Utilisez 15Ω / □ ITO verre, et l'achat ou de couper le verre de l'ITO en tailles appropriées pour le revêtement par centrifugation et la photolithographie. Il est plus efficace d'effectuer les étapes 1.1 à 1.7 sur un morceau de verre aussi vaste que possible, puis couper en petits appareils. Notez également que les étapes 1.1-1.7 exigent le verre ITO être orienté avec l'OIC vers le haut. Ceci peut être vérifié facilement avec le réglage de la résistance d'un multimètre.

1. manteau de spin 1 ml de résine positive S1813 sur le ITO côté du verre ITO à u....

Résultats

Un dispositif de tandem formé de polymères, en particulier les polymères de sensiblement différents largeurs de bande différentes, est d'un intérêt pratique, car ces appareils peuvent absorber la plus large gamme spectrale de la lumière. Dans cette structure de l'appareil, la sous-cellule est la cellule PTB7 arrière et P3HT est la sous-cellule d'entrée. Ceci est destiné à absorber la plus grande quantité de lumière que la sous-cellule P3HT est en grande partie transparente à la lumière de longueur d'onde.......

Discussion

Les résultats mettent en évidence quelques considérations lors de la conception des cellules solaires tandem parallèle. Notamment, si l'un des sous-cellules est peu performant, les performances du tandem dans négativement affectée. Les résultats montrent qu'il existe deux principaux effets. Si une sous-cellule est court-circuitée, par exemple, montre un comportement ohmique, la FF ^T ne sera pas plus élevé que la FF de la sous-cellule mauvais. J ^T _SC et V ^T

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Poly(3,4-éthylènedioxythiophène):p oly-(styrènesulfonate)	Heraeus	Clevios PVP AI 4083
poly(3-hexylthiophène-2,5-diyl)  ;	Rieke Metals  ; Inc.	P3HT : P200
phényl-C61-butyrique  ; ester méthyle acide	1- Matériau	PC61BM
Poly({4,8-bis[(2-ethylhexyl)oxy]benzo[1,2-b :4,5-b&prime ;]dithiophène-2,6-diyl}{3-fluoro-2-[(2-éthylhexyl)carbonyl]thiéno[3,4-b]thiophènediyl})  ;	1- Matériau	PTB7
phényl-C61-butyrique ester méthyle	Solenne	PC71BM
1,8-diiodooctane	Sigma Aldrich	250295
Chlorobenzène	Sigma Aldrich	284513
Indium Oxyde d’étain Verre 15 Ohm/SQ	Lumtec
S1813	UTD Salle blanche
MF311	UTD Salle blanche
HCl	UTD Salle blanche
	Acétone Fisher Scientific	A18-20
Toluène	Fisher Scientific	T323-20
Méthanol	BDH	BDH1135-19L
Isopropanol	Fisher Scientific	A416-20
CEE Spincoater	Brewer		Scientific http://www.utdallas.edu/research/cleanroom/tools/CEESpinCoater.htm
Imprimante contact	Quintel	Q4000-6	http://www.utdallas.edu/research/cleanroom/QuintelPrinter.htm
CPK Spin Processor			http://www.utdallas.edu/research/cleanroom/tools/CPKsolvent.htm
Spin Coater	Laurell	WS-400-6NPP/LITE
[en-tête]
Boîte à gants	M-Braun	Lab Master 130
Simulateur solaire	Thermo Oriel/Newport
Keithley 2400 SMU	Keithley/Techtronix	2400
Keithley 7002 Multiplexeur	Keithley/Techtronix	7002
Nettoyeur à ultrasons	Kendal	HB-S-49HDT
Micropipette	Eppendorf	200 µ ;

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