Name: 잘 정렬 된 수직 지향 ZnO Nanorod 배열 및 그들의 응용 프로그램에서 반전 된 작은 분자 태양 전지 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-04-25T12:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 32 s
Description: 배우세요 ZnO 나노로드를 이용한 반전형 소분자 태양전지 제작 방법을. 수직 정렬된 산화아연 나노로드로 광전변환 효율 6.01%를 달성하는 저비용 에너지 수확 기술을 탐색하세요.

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저자 계약 번호 아래이 연구의 재정 지원에 대 한 중국의 국가 과학 위원회를 감사 하 고 싶습니다. 대부분 106-2221-E-239-035, 그리고 대부분 106-2119-M-033-00.

1. ITO 기판에 아조 스퍼터 씨앗 층의 성장
<ol><li>사각형 (1.5 x 1.5 cm)를 형성 하는 인듐 주석 산화물 (ITO) 기판의 한 면에 4 부식 방지 테이프 조각 (0.3 x 1.5 c m)를 스틱. 염 산 이토의 노출된 영역을 엣지를 15 분 동안에 이토를 넣어.</li>
	<li>테이프를 제거 하 고 청소 sonicator;를 사용 하 여 샘플 이온 (DI) 물, 아세톤, 에탄올, 그리고 30 분 동안 차례로 소 프로 파 놀과 sonicate. 압축 된 질소 총으로 패턴화 이토 타격 건조.</li>
	<li>테이프, 기판 홀더 위에 청소 패턴된 ITO 기판 부착 하 고 RF 스퍼터 링 시스템의 메인 챔버에 홀더를 로드 합니다. 기계를 통해 4 x 10-6 torr 및 환경 순수성을 보장 하기 위해 확산 펌프의 밑에 약 실 압력 펌프.</li>
	<li>순수한 아르곤 가스를 삽입 (흐름 율: 30 sccm) 메인 챔버 및 제어 1 mtorr에서 챔버의 압력을 유지 하기 위해 펌프에.</li>
	<li>스퍼터 링 방법, 보고 방법13에 따라 RF (13.56 m h z)를 사용 하 여 아조 씨 레이어를 준비 합니다. 원형 2에 차원 아조를 사용 하 여 미리 청소 ITO 유리 기판에 입금 (2 wt % Al2O3 산화 아연에) 세라믹 목표. 10 cm에서 대상 기판 거리를 유지.</li>
	<li>증 착 중 1 mtorr에서 작업 압력 및 RF 전력 40 W 유지 합니다. 실 온에서 기판 온도 제어 합니다. 적용 된 DC 바이어스와 187 V 증 착 속도 및 4 nm/min, AZO 박막을 예금에 각각 설정 합니다. 40에 아조 씨앗 층의 두께 제어 해야 합니다 크리스털 두께 모니터를 기반으로 하는 nm.</li>
	<li>샘플 챔버에 30 ° C까지 냉각, 후 펌프를 해제 하 고 챔버를 열 수 있습니다 때까지 메인 챔버에 질소 가스를 삽입. 기판 홀더에서 샘플을 제거 합니다.</li>
</ol>2. 졸-겔의 성장을 처리 ITO 기판에 산화 아연 시드 층
<ol><li>솔-젤 스핀 코팅 방법14여 패턴화 된 ITO 기판에 ZnO 종자 레이어를 입금. 아연 아세테이트가 수화물, 2-methoxethanol, 및 monoethanolamine (MEA) 각각 시작 물질, 용 제 및 안정제로 사용 됩니다.<ol>
<li>2-methoxethanol (40 mL) 및 0.5 M의 아연 아세테이트 농도 얻기 위해 MEA (1.22 g)의 혼합물에 아연 아세테이트가 수화물 (4.39 g)을 용 해.</li>
		<li>2 h 60 ° C에서 결과 혼합물을 저 어. Sol 명확 하 고 투명 한 균질 솔루션 12 h 동안 앉아 보자.</li>
		<li>스핀 코팅 방법을 사용 하 여 청소 꽃무늬 ITO 유리 기판에 ZnO 종자 층을 예금 한다. 기판에 0.1 mL 솔-젤 솔루션을 추가 하 고 30에 대 한 3000 rpm 회전 스핀 coater를 사용 하 여 s.</li>
		<li>스핀 코팅 후 건조 증발 및 유기 잔류물을 제거 하는 용 매를 허용 하는 뜨거운 접시에 30 분 동안 200 ° C에서 영화. 산화 아연 시드 층의 두께 약 40 nm14이어야 한다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. 성장의 씨앗 레이어에 ZnO NR 배열
<ol><li>열 수 메서드를 사용 하 여 ZnO NR array를 성장.<ol>
<li>믹스 1.49 g 아연 질 산 hexahydrate (Zn (3)2·6H2O) 그리고 0.7 g hexamethylenetetramine (HMT) (C6H12N4) 100 mL 디 물에. 30 분 동안 실내 온도에 결과 혼합물을 저 어.</li>
		<li>테이프를 사용 하 여 덮개 유리를 ZnO 솔-젤 샘플으로 아조 스퍼터 씨앗 층의 이토 측을 연결 합니다. 폴 리 프로필 렌 원뿔 튜브 O와 HMT Zn (3)2·6H2의 50 mL 해결책으로 가득 50 mL에 샘플을 넣어.</li>
		<li>성장, 동안 아래쪽으로 직면 하는 스핀 코팅 샘플 실험실 오븐에서 그것을 수평으로 누워 하 여 폴 리 프로필 렌 원뿔 튜브가 열 하 고 90 분 동안 90 ° C에 온도 유지 합니다.</li>
		<li>성장 기의 끝에는 기판 솔루션에서 제거 하 고 즉시 디 물과 에탄올 (두 세척 병) 내부 표면에서 잔여 소금 제거 각 1 분 동안 차례로 샘플 표면을 헹 굴. 압축 된 질소 총을 사용 하 여 샘플을 타격 건조 하 고 10 분 동안 250 ° C에서 철판에 구워.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. 제작 및 측정의 거꾸로 작은 분자 태양 전지
<ol><li>로드는 글러브에 스핀 coater에 ZnO NR 배열 ITO 기판. 혼합 SMPV1와 PC71BM. 추가 11.25 mg 15 밀리 그램을 포함 하는 톨루엔의 1 mL 0.1 mL 해결책, 40에 대 한 2000 rpm에서 샘플을 회전 스핀 coater를 사용 하 여 s 2 분 동안 60 ° C에서 anneal 고.</li>
	<li>어 닐 링 과정 후 기판 열 증발 시스템에 놓습니다. 펌프 진공 챔버 압력에 도달 4 x 10-2 torr, 터보로 전환 될 때까지 처음 기계식 펌프를 사용 하 여 주위 압력 < 4 x 10-6 torr 수 있도록 펌프.</li>
	<li>Z 비 1.0의 105의 입력된 전류와 저항 몰 리브 덴 보트에서 무3 분말을가 열 하 여 0.1 nm/s의 증 착 속도로 보증금 무3 레이어 A. 예금 Ag 레이어 0.5 nm/s의 증 착 속도에 난방은 주 괴는 저항에 의해 ungsten 보트 0.529의 Z 비율 및 190 a.의 입력된 전류 시스템 제어 증발 과정 크리스털 증발 속도 모니터를 포함 되어야 합니다. MoO3 , Ag 레이어 두께 크리스털 두께 모니터를 기반으로 각각 5, 150 nm 되도록 제어 한다.</li>
	<li>후 샘플 챔버에 30 ° C까지 냉각, 펌프, 끄고 챔버를 열 수 있습니다 때까지 질소 가스를 챔버에 삽입. 기판 홀더에서 샘플을 제거 하 고는 글러브에는 샘플을 로드.</li>
	<li>솔 라 시뮬레이터 시스템 열고 광원 시스템의 안정 될 때까지 20 분을 기다립니다. 공기 질량 1.5 글로벌 (오전 1.5G)를 사용 하 여 태양 시뮬레이터에서 100 mW/cm2 샘플을 밝히는 필터. 동시에, 분석기를 사용 하 여 전류 밀도-전압 (J-V) 곡선14,15를 + V 1-V 1에서 장치를 청소.</li>
</ol>5. 특성화 기법
<ol><li>아조 스퍼터 씨앗 층 및 ZnO 솔-젤 처리 씨앗 층에 ZnO NRs의 구조를 공부 하는 Cu Kα 소스와 x-선 회절 측정16 를 수행 합니다. 검사 속도 1 ° / min, 하며 스캔 범위 10-90 ° (2θ) 이어야 한다.</li>
	<li>표면 형태 및 단면 이미지 샘플의 전자 현미경17 10에 동작 전압을 설정 하 여 검색 필드 방출에 의해 특성화 kV.</li>
	<li>구하는 마이크로 photoluminescence 325 nm 그 Cd CW 레이저를 사용 하 여 샘플의 모든 (PL) 스펙트럼 (20 mW) 2400 backscattering 형상에 홈/m m 격자와 여기 소스로. AllPL 측정18 실 온에서 수행 되어야 합니다.</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>

저자 들은 아무 경쟁 금융 관심사 선언 합니다.

NRs interlayer를 이용 하 여 Jsc 와 소자의 FF 모두 개선할 수 있습니다. 그러나, NRs의 표면 거칠기 또한 후속 프로세스를 좌우할 것 이다. 따라서, 방향과 NRs의 표면 형태 해야 신중 하 게 조작할 수 있습니다. 티 오2 및 ZnO 했다 그들의 간단한 절차 때문에 Psc 사용 일반적으로 오랜 시간 졸-겔 ETL 처리. 그러나, 솔-젤 처리 층의 결정 화는 일반적으로 비정 질 유형, 그리고 층의 표면 형태는 대부분의 경우에 거친. 따라서, 본이 연구에서는 정확 하 게 제어할 영화 품질 씨앗 층의 스퍼터 씨앗 층 선정 되었습니다 솔-젤 처리 씨 레이어를 대체. 스퍼터 아조 씨앗 층에 성장 하는 ZnO NRs는 또한 후속 프로세스에 대 한 도움이 더 나은 세로 맞춤을 표시 합니다. 그것은 NRs 성장 과정의 끝에는 NRs에 잔여 전조 용 매 제거 될 필요가 있고 샘플 따라서 잔여 용 매를 완전히 마르면 되도록 뜨거운 접시에 구운 될 필요가 주목 됩니다. 또한, 표면 형태를...

유기 태양 전지 (OPV) 장치 최근 놀라운 발전 신 재생 에너지 자원의 응용 프로그램에서 받은. 이러한 유기 장치는 솔루션 프로세스 호환성, 저렴 한 비용, 경량, 유연성, 등1,2,3,,45 지금까지를 포함 하 여 많은 이점이 있다 폴리머 태양 전지 (PSCs) 10%의 PCE PC71BM6혼합 활용 된 고분자를 이용 하 여 개발 되었습니다. 폴리머 기반 Psc에 비해, 작은 분자 기반 OPVs (SM-OPVs)가 관심을 끌었다 더 잘 정의 된 화학 구조, 손쉬운 합성 및 정화를 포함 하 여 그들의 여러 가지 장점으로 인해 OPVs를 날조에 관해서 그리고 일반적으로 높은 개방 회로 전압 (Voc)7,,89. 현재, 2 차원 구조 작은 분자 SMPV1 활용 (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) BDT t (benzo [1, 2-b:4, 5-b'] dithiophene) 코어 단위 및 3-octylrodanine 전자 철수 끝-그룹10 PC71BM 유망한 지속 가능한 OPVs 응용 프로그램을 설계 하 고 사용 혼합 되었습니다. 전통적인 작은 분자 태양 전지 (SM-OPVs) SMPV1 PC71BM과 혼합에 따라의 PCE는 8.010,11이상에 도달 했습니다.
과거에는, Psc 향상 된 고 활성 층의 두께 조정 하 여 최적화 될 수 있습니다. 그러나, PSCs, 달리 SM OPVs 짧은 확산 길이, 활성 층의 두께 크게 제한 일반적으로 있다. 따라서, SM-OPVs의 짧은 전류 밀도 J (sc)을 더욱 높이기 위해 SM OPVs의 광 흡수를 개선 하기 위해 나노 구조12 또는 NRs9 를 활용 하 여 필요한 되었다.
이러한 방법 중에서 반사 NRs 구조는 일반적으로 넓은 범위의 파장; 활성 레이어의 빛 수확에 대 한 효과적 따라서, 잘 정렬 된 세로 방향된 산화 아연 (ZnO) NRs를 성장 하는 방법을 알고 것은 매우 중요 합니다. ZnO NRs 레이어 아래 씨앗 층의 표면 거칠기는 NR 배열;의 방향에 큰 영향 따라서, 잘 지향된 NRs 예금, 씨앗 층의 결정 화 해야 정확 하 게 제어9합니다.
이 작품에서 아조 영화 theRadio 주파수 (RF) 기술을 스퍼터 링에 의해 준비 된다. 다른 기술에 비해, 그것에 대 한 업계에 게 양도할 수는 효율적인 기술 이다 신뢰할 수 있는 증 착 기술, 고 순도, 균일 한, 부드러운, 그리고 자체 지속 가능한 아조 박막 성장 합성 수 있는 것으로 알려져 있다 RF 스퍼터 링 이상 큰 면적 기판. RF 스퍼터 링 증 착을 이용 하 여 감소 된 표면 거칠기와 높은 결정 화 하는 고품질 아조 필름을 형성 수 있습니다. 따라서 이후의 성장 레이어에서는 NRs의 방향은 매우 정렬, 졸-겔 방법에 의해 준비 하는 ZnO 필름에 비해 더욱 그렇고. 이 기술을 사용 하면 세로 방향된 잘 정렬 된 ZnO NR 배열에 따라 거꾸로 작은 분자 태양 전지의 PCE 6.01%를 도달할 수 있다.

<table><tbody><tr><td>AZO 표적</td><td>궁극적인 물자 기술 Co., 주식 회사.</td><td>없음</td><td>AZO (ZnO 중 2 중량 % Al2O3), 3 " &psi; x 3mmt + 3mmt Cu B/P + 본딩</td></tr><tr><td>SMPV1</td><td>발광 기술 공사</td><td>1651168-29-4</td><td>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</td></tr><tr><td>RF 스퍼터링 시스템</td><td>Kao Duen Technology Co., Ltd</td><td>없음</td><td>http://www.kaoduen.com.tw/index.php?action=product</td></tr><tr><td>아연 아세테이트 이수화물</td><td>J. T. Baker</td><td>5970456</td><td>4.39g</td></tr><tr><td>모노에탄올아민</td><td>J. T. Baker</td><td></td><td>141435 1.22 g</td></tr><tr><td>2-메톡시에탄올</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>109864</td><td>40 mL</td></tr><tr><td>질산아연 Hexahydrate</td><td>J. T. Baker</td><td>10196186</td><td>1.49 g</td></tr><tr><td>헥사메틸렌테트라민</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>100-97-0</td><td>0.7 g</td></tr><tr><td>인듐 주석 산화물 (ITO)</td><td>RiTdisplay</td><td>없음</td><td>코팅 유리 기판 (< 10 & 오메가; 제곱&ndash; 1)</td></tr><tr><td>AFM</td><td>Veeco</td><td>Innova SPM SEM</td><td></td></tr><tr><td></td><td>FEI</td><td>Nova 200 NanoSEM</td><td>작동 전압: 10 kV</td></tr><tr><td>XRD</td><td>Bruker</td><td>D8 X-선 회절계</td><td>2&theta; 범위: 10&ndash; 90 &deg;; 단계 크기: 0.008 &deg;</td></tr><tr><td>PL</td><td>Horiba</td><td>Jobin-Yvon HR800</td><td>여기 소스: 325nm UV 레이저 20mW</td></tr><tr><td>태양광 시뮬레이터</td><td>Newport</td><td>91192A</td><td>AM 1.5G</td></tr><tr><td>정밀 반도체 매개변수 분석기</td><td>Keysight Technologies</td><td>Agilent 4156C</td><td>-1에서 +1V까지 스윕</td></tr><tr><td>톨루엔</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>108-88-3</td><td>1mL</td></tr><tr><td>PC71BM</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>609771-63-3</td><td>11.25 mg</td></tr><tr><td>열 증발 시스템</td><td>Kao Duen Technology Co., Ltd</td><td>Kao Duen PVD 시스템</td><td></td></tr><tr><td>http://www.kaoduen.com.tw/index.php?action=product 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>은 주괴</td><td>ADMAT Inc.</td><td>없음</td><td>100.00%</td></tr> <tr><td>박막 증착 컨트롤러</td><td>INFICON</td><td>XTC</td><td></td></tr><tr><td>부식 방지 테이프(폴리이미드 필름)</td><td>3M Taiwan Corporation</td><td>없음</td><td>http://solutions.3m.com.tw/wps/portal/3M/zh_TW/InsulatingTape/home/product/Polyimide/</td></tr> <tr><td>스핀 코터</td><td>Chemat Technology, Inc</td><td>KW-4A</td><td>http://www.chemat.com/chematscientific/KW-4A.aspx</td></tr></tbody></table>

잘 정렬 된 수직 지향 zno nanorod 배열 및 그들의 응용 프로그램에서 반전 된 작은 분자 태양 전지

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

이 원고 디자인과 효율적인 거꾸로 태양 전지, 2 차원 활용된 작은 분자 (SMPV1)에 근거 하는 조작 하는 방법에 설명 합니다 및 [6,6]-페 닐-C71-ZnO nanorods (NRs)을 이용 하 여 버터 산 메 틸 에스테 르 (PC71BM), 높은 품질 알 실수로 ZnO (AZO) 씨앗 층에 성장. 거꾸로 SMPV1:PC71BM 태양 전지 모두 스퍼터 링 및 졸-겔의 처리 아조 씨 계층에 ZnO NRs와 조작 됩니다. 졸-겔 방법에 의해 준비 된 AZO 박막에 비해, 스퍼터 AZO 박막 더 나은 결정 및 낮은 표면 거칠기, x 선 회절 (XRD) 및 원자 힘 현미경 (AFM) 측정을 전시 한다. 스퍼터 아조 씨앗 층에 성장 하는 ZnO NRs의 방향을 보여줍니다 더 나은 세로 맞춤, 더 나은 표면 형태학 형성 이후 활성 층의 증 착에 대 한 유용 합니다. 일반적으로, 활성 층의 표면 형태는 주로 장치 채우기 비율 (FF)를 지배 한다. 결과적으로, 활성 층의 캐리어 컬렉션을 개선 하 고 태양 전지의 FF를 증가을 잘 정렬 된 ZnO NRs는 사용할 수 있습니다. 또한, 반사 방지 구조, 그것은 또한 이용 될 수 있다 6.01%, 졸-겔 4.74의 효율을 가진 태양 전지를 기반으로 보다 높은 도달 하는 태양 전지의 전력 변환 효율 (PCE) 흡수 층의 빛 수확을 향상 시키기 위해 %.

소자의 계층된 구조는 ITO 기판/아조의 구성 (40 nm) / ZnO NRs 레이어, SMPV1:PC71BM (80 nm) /3 무 (5 nm) /Ag (150 nm) 그림 1에서 보듯이. 일반적으로, 아조 또는 산화 아연 시드 층 PSCs 장치에서 전자 전송 층 (ETL) 기능을 널리 사용 됩니다. Psc, 떨어져 SM-OPVs는 보통 짧은 확산 길이8에 의해 제한 된 짧은 활성 레이어가 있다. 따라서, 추가 장치 빛 수확 기능 개선, ZnO NRs 레이어 도입 사건 빛의 수집을 강화 하 고 캐리어에 대 한 인터페이스 영역을 증가 하는 반사 층 일 씨앗 레이어에 성장 같은 시간12,14에서 컬렉션.
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이 원고에서는 디자인과 고품질 알 실수로 ZnO (AZO) 씨앗 층에 성장 하는 ZnO nanorods (NRs)와 효율적인 거꾸로 SMPV1:PC71BM 태양 전지를 조작 하는 방법을 설명 합니다. 잘 정렬 된 수직으로 ZnO NRs 전시 높은 결정 속성 지향. 전력 변환 효율의 태양 전지는 6.01%를 도달할 수 있다.

잘 정렬 된 수직 지향 ZnO Nanorod 배열 및 그들의 응용 프로그램에서 반전 된 작은 분자 태양 전지

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

이 연구의 전반적인 목표는 잘 정렬된 수직 배향의 산화아연 나노로드를 사용하여 소분자 태양전지의 광학적 및 전기적 효과를 관찰하는 것입니다. NR 성장 과정의 시연은 저희 연구실의 연구 보조원인 Shang-Hsuan Wu가 담당하며, 박사 과정 후보자인 Widhya Budiawan이 소자 제작 및 측정 과정을 시연할 예정입니다.이 방법은 셀과 유기 태양전지 소자의 효율을 높이는 방법과 같은 에너지 하베스팅 분야의 핵심 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 공정 비용이 매우 저렴하며 대부분의 전자 소자와 호환성이 매우 높다는 점입니다. 기판을 준비하기 위한 재료를 수집하십시오.초음파 세척기와 탈이온수, 아세톤, 에탄올 및 이소프로판올 공급원이 준비되어 있어야 합니다. 또한 부식 방지 테이프와 염산 세척조를 준비하십시오. 기판을 확보하고 작업을 시작합니다.이 인듐 주석 산화물 기판의 크기는 약 1.5 cm²입니다. 기판의 한쪽 면에 부식 방지 테이프를 붙여 정사각형 모양을 만듭니다. 그런 다음, 기판을 염산에 넣어 식각합니다.15분 후에 기판을 회수합니다. 다음 단계로 진행하기 전에 기판에서 부식 방지 테이프를 제거하십시오. 그런 다음 기판을 탈이온수가 담긴 비커에 넣습니다.비커를 초음파 세척기로 옮기고 초음파 처리를 시작합니다. 30분 후에.

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공학

태양 에너지 생산을위한 전개 반도체 nanocrystal의 복합를 충전 분리의 개발을위한 일반적인 전략을 제시하고 있습니다. 기증자 - 수용체 nanocrystal 영화의 대량 heterojunctions는 태양 광 에너지 변환에 사용하실 수 있습니다 우리는 하나의 nanoparticle 형태의 기증자 - 수용체 nanocrystal 도메인의 조립 photocatalytic 함수에 상승을 제공합니다을 보여줍니다.

충전 분리 Nanocrystals와 고체를 통해 태양 에너지를 수확

우리는 기능 재료, 재료 스택 및 전체 장치의 저가 nanoscale 패턴을 허용 nanomoulding 기술을 설명합니다. Nanomoulding는 모든 nanoimprinting 설정에서 수행 할 수 있으며, 자료 및 증착 공정의 다양한 범위에 적용 할 수 있습니다.

기능성 재료 Nanomoulding, Nanoimprinting에 다목적 보완 패턴 복제 방법

우리는 수직으로 정렬 작은 분자 유기 나노 와이어의 초고 밀도 배열을 제조하기위한 간단한 방법을보고합니다. 이 방법은 저렴 임의의 기판에 성장 할 수있는 복잡한 heterostructured 하이브리드 나노 와이어 형상의 합성 수 있습니다. 이러한 구조는 유기 전자 공학, 광전자 공학, 화학 감지, 태양 전지 및 스핀 트로닉스의 잠재적 인 응용 프로그램이 있습니다.

임의 기판에 수직으로 정렬 작은 분자 유기 나노 와이어의 초 밀도 배열

주변 조건에서 병렬 구성의 유기 태양광 탠덤 장치를 제작하는 방법이 제시됩니다. 이 장치는 공기 처리된 반투명 탄소 나노튜브 공통 음극을 특징으로 합니다.

탠덤 유기 태양 전지의 이온 정문 탄소 나노 튜브의 공통 음극의 생산을 위해 주위 방법

태양 전지에 플라즈몬 금속 나노 구조를 도입하는 실행 가능한 전사 인쇄 기반 방법론에 대해 설명합니다.  나노 필러 폴리 (디메틸 실록산) 스탬프를 사용하여 Ag 기반 주문 나노 디스크 어레이를 표준 수소화 미정질 Si 태양 전지와 통합하여 플라즈몬 광 트래핑으로 인해 장치 성능을 향상시켰습니다.

전송 인쇄하여 수소 첨가 미세 결정 실리콘 태양 전지에 빛 트래핑 실버 나노 구조의 통합

자립 택셜 더블 헤테로 구조를 얻기위한 한 단계 제조 방법이 제공된다. 이 방법은 증가 된 성능과 출력 전기 압전 나노 발전기로 이어지는 단일 헤테로 에피보다 높은 수밀도 ZnO에 커버리지를 달성 할 수 있었다.

예열 열수를 사용하여 Piezoelectrical 나노 발전기에 대한의 ZnO 나노 막대 / 그래 핀 / ZnO의 나노로드 에피 택셜 더블 헤테로 구조의 제조

이 프로토콜은 비전 도성 표면 상에 박막 전자 장치를 생성하는 층으로 무기 나노 결정 층의 합성 용액 증착을 설명한다. 용매 안정화 잉크는 증착 후 리간드 교환 및 소결 다음 스핀 및 스프레이 코팅을 통해 유리 기판에 대한 전체 PV 소자를 제조 할 수있다.

완전 해결 가공 된 무기 나노 결정 태양 광 발전 장치의 제작

여기, 우리는 CdSSe 가지가 수직으로 정렬 된 ZnO 나노 와이어의 성장 소설 나무와 같은 계층의 ZnO / CdSSe 나노 구조를 준비하고 특징. 얻어진 nanotrees 태양 에너지 변환 및 다른 광전자 기기에 대한 잠재적 인 재료이다.

계층의 ZnO / CdSSe 헤테로 Nanotrees의 합성

비엔나 Ab initio 시뮬레이션 패키지에 의해 수행된 계산은 나노 스케일 재료의 본질적인 전자 특성을 식별하고 잠재적인 물 분할 광촉매를 예측하는 데 사용할 수 있습니다.

첫 번째 원리 계산을 사용하여 1차원 반 데르 발스 이종 구조의 프로브 유형 II 밴드 정렬

이 백서는 롤투롤 슬롯다이 코팅, 비 풀러렌 유기 태양광에 잉크건조의 SITU GISAXS 실험에서 사내 (실험실 X 선 악기와) 수행하고 분석하는 데모 및 지침입니다.

실험실 X 선 계측기와 유기 태양 전지의 롤 투 롤 코팅에 작은 각도 X 선 산란 시

여기서는 수직으로 정렬된 탄소 나노섬유(VACNF)를 미세 가공하고, VACNF를 유연한 기판으로 전달하고, 생체 분자 및 염료 전달을 위해 식물에 경질 및 유연한 기판 모두에 VACNF를 적용하는 방법을 설명합니다.

생체분자 및 염료를 식물에 전달하기 위해 단단하거나 유연한 기판에 수직으로 정렬된 탄소 나노섬유 어레이 사용

배우세요 ZnO 나노로드를 이용한 반전형 소분자 태양전지 제작 방법을. 수직 정렬된 산화아연 나노로드로 광전변환 효율 6.01%를 달성하는 저비용 에너지 수확 기술을 탐색하세요.

잘 정렬 된 수직 지향 ZnO Nanorod 배열 및 그들의 응용 프로그램에서 반전 된 작은 분자 태양 전지

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