Name: 整列垂直方向に配向 ZnO ナノロッド配列と反転小さな分子の太陽電池の応用 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-04-25T12:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 32 s
Description: 学ぶ整列垂直方向ZnOナノロッドを用いた反転型有機太陽電池の製造法。低コストで電子デバイスと互換性があり、変換効率6.01%を達成するエネルギー変換技術の向上に貢献します。

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著者らは契約番号の下でこの研究の支援のため中国の国家科学審議会を感謝したいです。ほとんど 106-2221-E-239-035 とほとんど 106-2119-M-033-00。

ITO 基板上に AZO スパッタ シード層の成長
<ol><li>4 防錆テープ部分 (0.3 × 1.5 cm) を (1.5 × 1.5 cm) 正方形にインジウムの錫の酸化物 (ITO) 基板の一方の側にこだわる。伊東を伊藤の露出部をエッチングする 15 分の塩酸に入れ。</li>
	<li>テープを取り除き、超音波発生装置; を使用してサンプルを清掃超音波脱イオン (DI) 水、アセトン、エタノール、イソプロパノール 30 分の順番で。圧縮窒素銃を持つパターンの伊藤をブロードライします。</li>
	<li>テープ、基板ホルダーに洗浄パターン ITO 基板を接続し、RF スパッタ装置の主室にホルダーを読み込みます。機械を介して 4 x 10-6 torr と環境の純度を確保するための拡散ポンプの下に燃焼室の圧力をポンプします。</li>
	<li>純粋なアルゴンのガスを挿入 (流量: 30 sccm) 主室と制御室 1 mtorr の圧力を維持するためにポンプに。</li>
	<li>スパッタ法、報告方法13に基づく RF (13.56 MHz) を使用してアゾ シード層を準備します。円形の 2 のディメンション アゾを使用して事前にクリーンアップされた ITO ガラス基板上に入金する (2 wt % Al2O3 ZnO) セラミック ターゲット。ターゲット-基板間距離を 10 cm にしてください。</li>
	<li>堆積時 1 mtorr 作動圧力と 40 W の RF 電力を維持します。常温で基板温度を制御します。DC バイアス電圧と 187 V に成膜速度と 4 nm/分、AZO 薄膜の堆積にそれぞれ設定します。アゾ シード層の厚さは 40 で制御されるべき水晶膜厚モニターに基づいて nm。</li>
	<li>サンプルは、商工会議所での 30 ° C まで冷却し後、は、ポンプを切り、商工会議所を開くことができますまで、主室に窒素ガスを挿入します。基板ホルダーからサンプルを削除します。</li>
</ol>2 ゾル-ゲルの成長処理 ITO 基板上 ZnO シード層
<ol><li>ゾル-ゲル スピンコート法14パターン ITO 基板上 ZnO シード層を預託します。亜鉛アセテート二水和物、2-methoxethanol、モノエタノールアミン (MEA) は、それぞれ開始材料、溶剤、そして尾翼として使用されます。<ol>
<li>2-methoxethanol (40 mL) と亜鉛 0.5 M 酢酸濃度を取得する MEA (1.22 g) の混合物で亜鉛アセテート二水和物 (4.39 g) を解散します。</li>
		<li>60 ° C 2 時間で得られた混合物をかき混ぜなさい。明確かつ透明な均一溶液を形成するために 12 時間座るソルをしましょう。</li>
		<li>スピン コーティング法を用いた洗浄パターン ITO ガラス基板上 ZnO シード層を入金します。基板上にゾル-ゲル溶液を 0.1 mL を追加し、30 の 3,000 rpm で回転するスピン塗布装置を使用して s います。</li>
		<li>スピン コーティング後溶剤が蒸発し、有機残基を削除できるようにホット プレート上で 30 分の 200 ° C でフィルムを乾燥します。ZnO シード層の厚さは約 40 nm14をする必要があります。</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. シード層上の ZnO NR 配列の成長
<ol><li>水熱合成法を用いた ZnO NR 配列を拡張します。<ol>
<li>ミックス 1.49 g 亜鉛硝酸 (Zn (3)2·6H2O) と 0.7 g ヘキサメチレンテトラミン (HMT) (C6H12N4) 水 100 mL ・ ディ ・中。30 分間室温で得られた混合物をかき混ぜなさい。</li>
		<li>テープを使用してカバーガラスに ZnO のゾル-ゲル サンプル AZO スパッタ シード層の伊東側を接続します。ポリプロピレンの円錐管は、O、HMT は Zn (3)2·6H2の 50 mL の溶液でいっぱい 50 mL のサンプルを置きます。</li>
		<li>成長中、下向きスピン コーティング サンプルと実験室のオーブンで水平方向にそれを置くことによってポリプロピレン円錐管を熱し、90 分の 90 ° c 温度を維持します。</li>
		<li>成長期の終わりには、基板をソリューションから削除し、すぐに純水と表面からの残留塩を削除する各 1 分の順番 (内 2 つの洗浄ボトル) エタノール試料表面をすすぎ。圧縮窒素銃を使用してサンプルをブロードライ、250 ° C 10 分のホット プレートで焼きます。</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. 作製と倒立の小分子太陽電池の測定
<ol><li>グローブ ボックス内のスピンコーターに ZnO NR 配列と ITO 基板をロードします。ミックス トルエン SMPV1 の PC71点追加 11.25 mg 15 mg を含有 1 mL の 0.1 mL の溶液、40 の 2,000 rpm でサンプルをスピン s スピン塗布装置を使用して、2 分の 60 ° C でアニールします。</li>
	<li>アニール処理後の熱蒸発システム基板を配置します。ポンプ圧力に達する 4 × 10-2 torr、ターボにスイッチまで当初機械式ポンプを使用して真空ポンプ圧 < 4 x 10-6 torr を作る。</li>
	<li>0.1 nm/秒 1.0 Z 比と 105 の入力電流と抵抗のモリブデン ボートで MoO3粉末を加熱することによって成膜速度で堆積 MoO3層 A. 預金 Ag 層 0.5 nm/秒の速成抵抗 t で暖房銀インゴットで0.529 の Z 比率と 190 a. の入力電流 ungsten ボートシステムは、蒸発プロセスを制御する、水晶振動子の蒸着率モニターを含める必要があります。MoO3 Ag 層の厚さを制御すると、5 〜 150 nm、それぞれ水晶膜厚モニターに基づく必要があります。</li>
	<li>サンプルは、商工会議所での 30 ° C まで冷却し後、は、ポンプを切り、商工会議所を開くことができますまで、商工会議所に窒素ガスを挿入します。基板ホルダーからサンプルを削除し、グローブ ボックスにサンプルをロードします。</li>
	<li>太陽光シミュレータ システムを開き、システムの光源が安定するまでに 20 分を待機します。気団 1.5 グローバル (午前 1.5) を用いた太陽光シミュレータから 100 mW/cm2でのサンプルを照らすフィルター。同時に、+1 V 電流密度-電圧 (J V) カーブ14,15を取得するのにに-1 V からデバイスを掃引するのにアナライザーを使用します。</li>
</ol>5. 解析技術
<ol><li>ZnO ゾル-ゲル処理シード層の AZO スパッタ シード層上の ZnO NRs の構造研究に Cu k α ソースと x 線回折測定16を実行します。スキャン速度は、1 °/分をする必要があります、スキャン範囲 10-90 ° (2 θ) をする必要があります。</li>
	<li>電界放出 10 で動作電圧を設定することによって電子顕微鏡17をスキャン表面形態とサンプルの断面イメージを特徴付ける kV。</li>
	<li>顕微フォトルミネッ センス (PL) 325 nm の He-cd CW レーザーを使用してサンプルのすべてのスペクトルを取得 (20 mW) 2,400 溝/mm 後方の幾何学の格子を備えた励起ソースとして。AllPL 測定18部屋の温度で行わなければなりません。</li>
</ol>

<ol><li>Dou, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.nature.com/nphoton/journal/v6/n3/full/nphoton.2011.356.html">Tandem polymer solar cells featuring a spectrally matched low-bandgap polymer.</a> Nat. Photonics. 6 (3), 180-185 (2012).</li>
<li>You, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metal+Oxide+Nanoparticles+as+an+Electron-Transport+Layer+in+High+Performance+and+Stable+Inverted+Polymer+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Metal Oxide Nanoparticles as an Electron-Transport Layer in High Performance and Stable Inverted Polymer Solar Cells.</a> Adv. Mater. 24 (38), 5267-5272 (2012).</li>
<li>Dou, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Systematic+Investigation+of+Benzodithiophene-+and+Diketopyrrolopyrrole-Based+Low-Bandgap+Polymers+Designed+for+Single+Junction+and+Tandem+Polymer+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Systematic Investigation of Benzodithiophene- and Diketopyrrolopyrrole-Based Low-Bandgap Polymers Designed for Single Junction and Tandem Polymer Solar Cells.</a> J. Am. Chem. Soc. 134 (24), 10071-10079 (2012).</li>
<li>Li, G., Zhu, R., Yang, Y. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/nphoton/journal/v6/n3/full/nphoton.2012.11.html">Polymer solar cells.</a> Nat. Photonics. 6 (3), 153-161 (2012).</li>
<li>You, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+polymer+tandem+solar+cell+with+10.6%25+power+conversion+efficiency%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">A polymer tandem solar cell with 10.6% power conversion efficiency.</a> Nat. Commun. 4, 1446(2013).</li>
<li>Chen, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-Junction+Polymer+Solar+Cells+Exceeding+10%25+Power+Conversion+Efficiency%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Single-Junction Polymer Solar Cells Exceeding 10% Power Conversion Efficiency.</a> Adv. Mater. 27 (6), 1035-1041 (2015).</li>
<li>Zhang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developing+high-performance+small+molecule+organic+solar+cells+via+a+large+planar+structure+and+an+electron-withdrawing+central+unit%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Commun%22%5BJournal%5D)">Developing high-performance small molecule organic solar cells via a large planar structure and an electron-withdrawing central unit.</a> Chem. Commun. 53, 451-454 (2017).</li>
<li>Zhou, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conductive+Conjugated+Polyelectrolyte+as+Hole-Transporting+Layer+for+Organic+Bulk+Heterojunction+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Conductive Conjugated Polyelectrolyte as Hole-Transporting Layer for Organic Bulk Heterojunction Solar Cells.</a> Adv. Mater. 26 (5), 780-785 (2014).</li>
<li>Lin, M. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhance+the+light-harvesting+capability+of+the+ITO-free+inverted+small+molecule+solar+cell+by+ZnO+nanorods%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Enhance the light-harvesting capability of the ITO-free inverted small molecule solar cell by ZnO nanorods.</a> Opt. Express. 24 (16), 17910-17915 (2016).</li>
<li>Liu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solution-processed+small-molecule+solar+cells%3A+breaking+the+10%25+power+conversion+efficiency%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Rep%22%5BJournal%5D)">Solution-processed small-molecule solar cells: breaking the 10% power conversion efficiency.</a> Sci. Rep. 3, 3356(2013).</li>
<li>Farahat, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/ta/c6ta01368f/">Toward environmentally compatible molecular solar cells processed from halogen-free solvents.</a> J. Mater. Chem. A Mater. Energy Sustain. 4 (19), 7341-7351 (2016).</li>
<li>Lin, M. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmonic+ITO-free+polymer+solar+cell%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Plasmonic ITO-free polymer solar cell.</a> Opt. Express. 22 (S2), A438-A445 (2014).</li>
<li>Donato, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0040609009007263">RF sputtered ZnO-ITO films for high temperature CO sensors.</a> Thin Solid Films. 517 (22), 6184-6187 (2009).</li>
<li>Lin, M. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1566119910002752">Sol-gel processed CuOx thin film as an anode interlayer for inverted polymer solar cells.</a> Org. Electron. 11 (11), 1828-1834 (2010).</li>
<li>Vandewal, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+origin+of+the+open-circuit+voltage+of+polymer-fullerene+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">On the origin of the open-circuit voltage of polymer-fullerene solar cells.</a> Nat. Mater. 8, 904-909 (2009).</li>
<li>Sharma, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.scienceflora.org/journals/index.php/rrst/article/viewFile/933/917">X-ray diffraction: a powerful method of characterizing nanomaterials.</a> Recent Research in Science and Technology. 4 (8), 77-79 (2012).</li>
<li>Huggett, J. M., Shaw, H. F. <a target="_blank" href="http://www.minersoc.org/pages/Archive-CM/Volume_32/32-2-197.pdf">Field emission scanning electron microscopy a high-resolution technique for the study of clay minerals in sediments.</a> Clay Miner. 32, 197-203 (1997).</li>
<li>Lou, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laser+beam+homogenizing+system+design+for+photoluminescence%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Laser beam homogenizing system design for photoluminescence.</a> Appl. Opt. 53 (21), 4637-4644 (2014).</li>
<li>Huang, J. S., Lin, C. F. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.2828172">Influences of ZnO sol-gel thin film characteristics on ZnO nanowire arrays prepared at low temperature using all solution-based processing.</a> J. Appl. Phys. 103, 014304(2008).</li>
<li>Leung, S. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Light+Management+with+Nanostructures+for+Optoelectronic+Devices%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+Lett%22%5BJournal%5D)">Light Management with Nanostructures for Optoelectronic Devices.</a> J. Phys. Chem. Lett. 5, 1479-1495 (2014).</li>
<li>Lee, C. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((White-light+electroluminescence+from+ZnO+nanorods%2Fpolyfluorene+by+solution-based+growth%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechology%22%5BJournal%5D)">White-light electroluminescence from ZnO nanorods/polyfluorene by solution-based growth.</a> Nanotechology. 20 (42), (2009).</li>
</ol>

著者は、彼らは競合する金銭的な利益があることを宣言します。

陸中間層を用いた Jscとデバイスの FF の両方を向上できます。ただし、陸の表面粗さもその後の工程に影響します。したがって、NRs の表面形状および配向を慎重に操作にはなりません。長い時間ゾル-ゲルの ETL 処理 TiO2と ZnO 一般的に使われた Psc での簡単な手続きのためなど。しかし、ゾル-ゲル処理層の結晶化は一般にアモルファス型の層の表面の形態は場合の大半でラフ。したがって、本研究では正確にシード層の膜質を制御するスパッタ シード層選択されているゾル-ゲル処理シード層を交換します。スパッタ アゾ シード層上に成長した ZnO 陸も後続のプロセスのために有益です良いの垂直方向の配置を示します。陸の成長プロセスの最後に、NRs の前駆体の残留溶媒は、削除する必要があり、従ってサンプルは、残留溶媒が完全に乾くようにホット プレートで焼き必要がある注意します。さらに、表面の形態を変更する熱処理の効果を避けるためには、乾燥温度は、zno 薄膜の再結晶温度以下では 250 ° C に設定されます。
一般に、OPV デバイスのトランスポ...

有機太陽光発電 (OPV) デバイスは最近再生可能エネルギー アプリケーションの著しい発展を受けています。このような有機デバイス互換性ソリューション プロセス、低コスト、軽量、柔軟性、等1,2,3,4、5 、今までを含めて多くの利点があります。10% 以上の PCE のポリマー太陽電池 (Psc) は、PC71BM6配合導電性高分子を用いて開発されています。Psc のポリマー系と比較して、小さな分子に基づく OPVs (SM OPVs) 注目を集めているより明確に定義された化学構造、簡易合成と精製を含む彼らのいくつかのメリットのため OPVs を製造するとき、一般的に高い開回路電圧 (Voc)7,8,9。現時点では、2 D 構造共役分子 SMPV1 (2,6-Bis[2,5-bis(3-octylrhodanine)-(3,3-dioctyl-2,2':5,2 ' BDT t-terthiophene)]-4,8-bis((5-ethylhexyl)thiophen-2-yl)benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophene) (ベンゾ [1, 2-b:4, 5 b']ナフトジチオフェン誘導) コアユニットと 3-octylrodanine 電子エンド グループ10 PC71BM 有望な持続可能な OPVs アプリケーションのために設計され、使用ブレンドをされています。従来の小さい分子太陽電池 (SM OPVs) を PC71BM 配合 SMPV1 に基づいての PCE 8.010,11以上に達しています。
過去には、Psc 強化できアクティブな層の厚さを調整することによって単に最適化します。ただし、Psc とは異なり SM OPVs は一般に短い拡散の長さは、アクティブなレイヤーの厚さを大幅に制限をあります。したがって、SM OPVs の短い電流密度 (Jsc) を増やす、ナノ構造12または陸9を利用した SM OPVs の光吸収を改善するために必要となった。
これらのメソッドの間で反射防止陸構造は一般に波長の広い範囲にわたってアクティブなレイヤーの集光の効果的ですしたがって、整列垂直配向酸化亜鉛 (ZnO) 陸を成長する方法を知ることは非常に重要です。ZnO 陸層以下シード層の表面粗さは、NR 配列の方向に大きな影響したがって、配向の NRs を預金するためにシード層の結晶化は正確に制御された9をする必要があります。
この作業で無線周波数 (RF) スパッタ法による AZO 薄膜が楽しめます。他の技術と比較して、それを産業に譲渡することは、効率的な技術、高純度、均一な滑らかで、自己持続可能な AZO 薄膜の成長合成を可能にする信頼性の高い蒸着法知られている RF スパッタリング法大面積表面。RF スパッタ成膜を利用した表面の粗さの減少高結晶化を示す高品質 AZO 薄膜の形成可能。 にします。したがって、その後の成長層の NRs の向きは高配向、ゾル-ゲル法により作製した ZnO 薄膜と比較されたときはなおさら。この手法を使用して、整列垂直配向 ZnO NR 配列に基づいて逆の小分子太陽電池の PCE は 6.01% に達することができます。

<table><tbody><tr><td>AZOターゲット</td><td>アルティメットマテリアルズテクノロジー(株)</td><td>なし</td><td>AZO (ZnO 中の Al2O3 2 重量%) , 3 インチ&psi;x 3mmt + 3mmt Cu B/P + ボンディング</td></tr><tr><td>SMPV1</td><td>Luminescence Technology Corp.</td><td>1651168-29-4</td><td>2,6-ビス[2,5-ビス(3-オクチルロダニン)-(3,3-ジオクチル-2,2':5,2''-テルチオフェン)]-4,8-ビス((5-エチルヘキシル)チオフェン-2-イル)ベンゾ[1,2-b:4,5-b']ジチオフェン</td></tr><tr><td>RFスパッタリングシステム</td><td>花王Duenテクノロジー株式会社</td><td>なし</td><td>http://www.kaoduen.com.tw/index.php?action=product</td></tr><tr><td>酢酸亜鉛二水和物</td><td>J.T.ベーカー</td><td>5970456</td><td>4.39 g</td></tr><tr><td>モノエタノールアミン</td><td>J. T. Baker</td><td>141435</td><td>1.22 g</td></tr><tr><td>2-メトキシエタノール</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>109864</td><td>40 mL</td></tr><tr><td>硝酸亜鉛六水和物</td><td>J. T. Baker</td><td>10196186</td><td>1.49 g</td></tr><tr><td>ヘキサメチレンテトラミン</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>100-97-0</td><td>0.7 g</td></tr><tr><td>酸化インジウムスズ(ITO)</td><td>RiTdisplay</td><td>コーティングなし</td><td>ガラス基板 (<10 & オメガ;sq&ndash;1)</td></tr><tr><td>AFM</td><td>Veeco</td><td>Innova SPM</td><td></td></tr><tr><td>SEM</td><td>FEI</td><td>Nova 200 NanoSEM</td><td>動作電圧:10 kV</td></tr><tr><td>XRD</td><td>Bruker</td><td>D8 X線回折計</td><td>2>範囲:10&ndash;90 &deg;;ステップサイズ:0.008&deg;</td></tr><tr><td>PL</td><td>Horiba</td><td>Jobin-Yvon HR800</td><td>励起源: 325 nm UV レーザー 20 mW</td></tr><tr><td>ソーラーシミュレータ</td><td>Newport</td><td>91192A</td><td>AM 1.5G</td></tr><tr><td>精密半導体パラメータアナライザ</td><td>Keysight Technologies</td><td>Agilent 4156C</td><td>-1 から +1 V</td></tr><tr><td>トルエン</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>108-88-3</td><td>1 mL</td></tr><tr><td>PC71BM</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>609771-63-3</td><td>11.25 mg</td></tr><tr><td>熱蒸発システム</td><td>花王 Duen Technology Co., Ltd</td><td>花王 Duen PVD System</td><td>http://www.kaoduen.com.tw/index.php?action=product</td></tr><tr><td>HCl</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>7647-01-0</td><td></td></tr><tr><td>MoO3</td><td>Alfa Aesar</td><td>1313-27-5</td><td>99.50%</td></tr><tr><td>銀インゴット</td><td>ADMAT Inc.</td><td>なし</td><td>100.00%</td></tr> <tr><td>薄膜蒸着コントローラー</td><td>INFICON</td><td>XTC</td><td></td></tr><tr><td>防錆テープ (ポリイミドフィルム)</td><td>3M Taiwan Corporation</td><td>none</td><td></td></tr> <tr><td>http://solutions.3m.com.tw/wps/portal/3M/zh_TW/InsulatingTape/home/product/Polyimide/ スピンコーター</td><td>Chemat Technology, Inc</td><td>KW-4A</td><td>http://www.chemat.com/chematscientific/KW-4A.aspx</td></tr></tbody></table>

整列垂直方向に配向 zno ナノロッド配列と反転小さな分子の太陽電池の応用

Well-aligned Vertically Oriented ZnO Nanorod Arrays and their Application in Inverted Small Molecule Solar Cells

この原稿は、設計および二次元共役小分子 (SMPV1) に基づく効率的な反転した太陽電池を作製する方法をについて説明しますと [6,6] - フェニル - C71-ZnO ナノロッド (NRs) を用いた酪酸メチル ・ エステル (PC71BM)、高品質 Al ドープ ZnO (AZO) シード層上に成長しました。両方スパッタとゾル-ゲル加工アゾ シード層成長 ZnO 陸と逆 SMPV1:PC71BM 太陽電池を作製しました。ゾル-ゲル法により作製した AZO 薄膜と比較して作製した AZO 薄膜の展示より結晶化と x 線回折 (XRD)、原子間力顕微鏡 (AFM) 測定によると、下部の表面粗さ。スパッタ アゾ シード層上に成長した ZnO 陸の方向より良い表面形態を形成、その後能動層の堆積のために有益であるより垂直方向の配置を示しています。一般的に、アクティブなレイヤーの表面の形態は主にデバイスの fill factor の値 (FF) を支配します。その結果、配向 ZnO 陸は、活性層のキャリアのコレクションを改善するために、太陽電池の FF を増加する使用できます。また、反射防止構造としてこの 6.01%、4.74 の効率の太陽電池を用いたゾル-ゲルよりも高いに達した太陽電池の電力変換効率 (PCE) に吸収層の光の収穫を高めるためにも利用することができます。%.

デバイスの階層構造から成っていた伊藤基板/アゾ (40 nm)/陸 ZnO 層、SMPV1:PC71BM (80 nm) MoO3 /(5 nm)/Ag (150 nm)図 1に示すように。一般に、アゾあるいは ZnO シード層は、Psc デバイスにおける電子輸送層 (ETL) として機能する広くされます。Psc、離れて SM OPVs 通常短い拡散長8によって限られた短いアクティブなレイヤーがあります。したがって、デバイスの光捕集機能をさらに向上させるため、ZnO 陸層は入射光のコレクションを強化し、キャリアのインタ フェース面積を増加する反射防止層として動作するように、シード層上に成長させるのに導入します。同じ時間12,14コレクション。
<p class="jove_content" fo:k...

本稿では、設計および高品質 Al ドープ ZnO (AZO) シード層上に成長した ZnO ナノロッド (陸) の効率的な逆 SMPV1:PC71BM 太陽電池を作製する方法をについて説明します。縦方向に ZnO 陸展示高結晶性、配向。太陽電池の電力変換効率は、6.01% に達することができます。

整列垂直方向に配向 ZnO ナノロッド配列と反転小さな分子の太陽電池の応用

This manuscript describes how to design and fabricate efficient inverted solar cells, which are based on a two-dimensional conjugated small molecule ...

この研究の全体的な目的は、高度に配向した垂直配向酸化亜鉛ナノロッドを用い、小分子太陽電池の光学的な影響および電気的な影響を観察することです。ナノロッドの成長手順については、当研究室のリサーチアシスタントであるShang-Hsuan Wuが実演します。デバイスの作製および測定については、博士課程候補者のWidhya Budiawanが実演します。この手法は、セルや有機太陽電池デバイスの効率をどのように向上させるかなど、エネルギーハーベスティング分野における重要な課題の解決に役立ちます。本手法の主な利点は、プロセスが非常に低コストであり、ほとんどの電子デバイスとの互換性が非常に高いことです。基板を準備するための材料を集めてください。超音波洗浄機と、脱イオン水、アセトン、エタノール、およびイソプロパノールの供給源を用意します。また、防食テープと塩酸浴も準備してください。基板を入手し、作業を開始します。このインジウム錫酸化物基板のサイズは約1.5 cm²です。基板の片面に、耐腐食テープを用いて正方形を形成します。この状態で基板を塩酸に入れ、エッチングを行います。15分後、基材を取り出します。次の工程に進む前に、基材から防錆テープを取り除いてください。その後、基材を脱イオン水の入ったビーカーに入れます。ビーカーをソニケーターに移し、超音波処理を開始します。30分後。

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太陽エネルギー生産のデプロイ可能な電荷分離半導体ナノ複合材料の開発のための一般的な戦略が提示されます。ドナー - アクセプターナノ結晶薄膜のバルクへテロ接合太陽電池はエネルギー変換のために使用することができますが、我々は、単一ナノ粒子の幾何学におけるドナー -...

電荷分離ナノ結晶とその固体の手段によって太陽エネルギーを収穫

我々は、機能材料、材料スタックとフルデバイスの低コストのナノスケールのパターニングを可能nanomoulding手法を説明します。...

機能材料のNanomoulding、ナノインプリントへ多目的相補パターンレプリケーション方法

我々は、垂直方向に順序付けられた小分子有機ナノワイヤーの超高密度アレイを製造するための簡単​​な方法を報告している。この方法は、安価に、任意の基板上に成長させることができる複雑なヘテロ構造ハイブリッドナノワイヤーの幾何学的形状の合成を可能にする。これらの構造は、有機エレクトロニクス、オプトエレクトロニクス、化学センシング、太陽光発電やスピントロニクスの潜在的なアプリケーションを持っている。...

任意の基板上の垂直配向小分子有機ナノワイヤーの超高密度アレイ

有機太陽電池タンデムデバイスを周囲条件で並列に製造する方法が提示されています。これらのデバイスは、空気処理された半透明のカーボンナノチューブ共通カソードを特長としています。...

タンデム有機太陽電池におけるイオン的ゲーテッドカーボンナノチューブ共通カソードの生産のための周囲の方法

太陽電池にプラズモン金属ナノ構造を導入するための実行可能な転写印刷ベースの方法論が説明されています。...

転写印刷により水素化微結晶シリコン太陽電池の光トラッピング銀ナノ構造の統合

自立型エピタキシャルダブルヘテロ構造を得るための一段階の製造方法が提供されます。このアプローチは、高出力の電気的性能を有する圧電nanogeneratorにつながる、エピタキシャル単一ヘテロ構造のより高い数密度でのZnOのカバレッジを達成できます。...

予熱水熱を利用したピエゾ電気NanogeneratorためのZnOナノロッド/グラフェン/ ZnOのナノロッドエピタキシャルダブルヘテロ構造の作製

このプロトコルは、非導電性表面上に薄膜電子回路を製造するための層による無機ナノクリスタル膜の合成及び溶液堆積を記載しています。溶剤安定化インクは、堆積後の配位子交換及び焼結次のスピンおよびスプレーコーティングによりガラス基板上に完全な光起電力素子を製造することができます。...

完全に解決策が処理無機ナノ結晶太陽電池素子の作製

ここでは、CdSSe等の枝が垂直配向のZnOナノワイヤ上で成長させた新たなツリー状の階層のZnO / CdSSe等のナノ構造を作製し、特徴づけます。得nanotreesは太陽エネルギー変換、および他の光電子デバイスのための潜在的な材料です。...

階層型のZnO / CdSSe等ヘテロNanotreesの合成

第一原理計算を用いた1次元ヴァンデルワールヘテロ構造におけるプローブタイプIIバンドアライメント

本論文は、ロールツーロールスロットダイコーティングされた非フラーレン有機太陽光発電上のインクを乾燥させるinitu...

実験室X線計装による有機太陽電池のロールツーロールコーティングにおけるその場放牧発生率小角X線散乱

ここでは、垂直に配向したカーボンナノファイバー(VACNF)を微細加工し、VACNFをフレキシブル基板に転写し、硬質および軟質基板上のVACNFを植物に塗布して生体分子と色素を送達する方法について説明します。...

硬質または軟質基板上に垂直に配向したカーボンナノファイバーアレイを使用して、生体分子および色素を植物に送達

学ぶ整列垂直方向ZnOナノロッドを用いた反転型有機太陽電池の製造法。低コストで電子デバイスと互換性があり、変換効率6.01%を達成するエネルギー変換技術の向上に貢献します。

整列垂直方向に配向 ZnO ナノロッド配列と反転小さな分子の太陽電池の応用

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