Artigo de método

Controle de morfologia para células solares Bulk-heterojunção orgânico-inorgânico totalmente Printable Baseado em um Ti-alcóxido e semicondutores Polymer

DOI:

10.3791/54923

⸱

10 de janeiro de 2017

 ,  ,  , 
1Department of Mechanical Engineering, National Institute of Technology, Oyama College, 2Ashizawa Finetech Ltd.

Neste artigo

Resumo

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Um método para, células totalmente imprimíveis, livre de fulereno, altamente estável ao ar bulk-heterojunção solares com base em alcóxidos de Ti como o receptor de elétrons e a fabricação do polímero dador de electrões é descrito aqui. Além disso, um método para controlar a morfologia da camada de fotoactivo através da grosseria molecular das unidades de Ti-alcóxido é relatado.

Resumo

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

A camada fotoativa de uma célula solar típica de heterojunção em massa de filme fino orgânico (BHJ) geralmente usa derivados de fulereno como material de aceitação de elétrons. No entanto, os derivados do fulereno são sensíveis ao ar; portanto, material estável ao ar é necessário como alternativa. No presente estudo, propomos e descrevemos as propriedades do Ti-alcóxido como um material alternativo de aceitação de elétrons aos derivados de fulereno para criar células solares BHJ altamente estáveis ao ar. Sabe-se que o controle da morfologia na camada fotoativa, que é construída com derivados de fulereno como aceptor de elétrons, é importante para a obtenção de uma alta eficiência geral através do método do solvente. O método convencional de solvente é útil para materiais de alta solubilidade, como derivados de fulereno. No entanto, para os Ti-alcóxidos, o método convencional do solvente é insuficiente, porque eles só se dissolvem em solventes específicos. Aqui, demonstramos uma nova abordagem para o controle da morfologia que usa o volume molecular dos ti-alcóxidos sem o método convencional de solvente. Ou seja, este método é uma abordagem para obter células solares de heterojunção em massa orgânica-inorgânica altamente eficientes, estáveis ao ar.

Introdução

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dispositivos fotovoltaicos orgânicos são considerados fontes de energia renováveis promissoras devido ao seu baixo custo de produção e peso leve 1-7. Devido a estas vantagens, um grande número de cientistas foram imersos nesta área promissora. Na última década,-dye sensibilizados, orgânicos de película fina, e as células solares sensibilizadas por perovskita alcançaram progressos significativos na eficiência de conversão de energia nesta área 8.

Especificamente, as células solares de película fina orgânicos e tecnologia de célula solar orgânica BHJ de película fina são soluções eficientes e de baixo custo para a util....

Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.

Protocolo

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Preparação de Indium-óxido de estanho (ITO) de vidro para fabricação de células solares

  1. Corte o substrato de ITO / vidro.
    1. Utilizando um cortador de vidro, cortar o substrato de ITO / vidro (10 cm x 10 cm) em pedaços de aproximadamente 2 cm × 2 cm.
  2. Quimicamente gravar a camada condutora de ITO.
    1. Usando um multímetro digital, verifique se a parte superior da peça ITO / vidro tem um lado condutor.
    2. Colocar fita adesiva em ambos os lados da peça de ITO / vidro, deixando uma zona central de 2 mm x 2 cm no meio. Usando a fita de máscara, proteger o restante da camada condutora de ITO do ataque químico.
    3. V....

Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.

Resultados

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Nós apresentamos um protocolo para a fabricação de células plenamente imprimíveis orgânicos-inorgânicos BHJ solares, bem como um método para controlar a estrutura de separação de fases. O desempenho de células solares tem sido extensivamente investigado 27-31 quando Ti (IV) e etóxido foram usadas como materiais de aceitador de electrões (Figura 1). Estas células solares exibiu uma densidade de corrente de curto-circuito (Jsc) que é cerca de oito vezes mais ele.......

Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.

Discussão

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

A fim de utilizar voluminosidade da molécula no presente método, é importante conhecer as condições para a formação de película por revestimento por centrifugação. Em primeiro lugar, os do tipo p e do tipo n semicondutores deve ser capaz de ser dissolvida nos solventes. Quando algum material permanece, ele se tornará o grande núcleo dos domínios na camada fotoativo. A utilização de um filtro comercial adequada de solventes individuais é recomendado para remover o restante material. Em seguida, a solução precursora em qu.......

Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.

Divulgações

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes.

Agradecimentos

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Este trabalho foi parcialmente apoiado por JSPS KAKENHI Grant número 25871029, a Fundação Nippon Sheet Glass para a Ciência e Engenharia de Materiais, eo Centro de Promoção industrial Tochigi. O Instituto Nacional de Tecnologia, Oyama College, também ajudou com as despesas de publicação deste artigo.

....

Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Isopropóxido de Ti(IV), 97%Sigma Aldrich205273
Etóxido de Ti(IV)Sigma Aldrich244759
Butóxido de Ti(IV) de grau técnico, 97%Sigma Aldrich244112
Polímero de butóxido de Ti(IV)Sigma Aldrich510718
Poli[2,7-(9,9-dioctilfluoreno)-alt-4,7-bis(tiofeno-2-il)benzo-2,1,3- tiadiazol] (PFO-DBT)Sigma Aldrich754013
[6,6]-fenil-C61-butírico ácido éster metílico ([60]PCBM) 99,5%Sigma Aldrich684449
Poli(3,4-etilenodioxitiofeno)-poli(estirenossulfonato) de grau de pesquisa (PEDOT-PSS)HeraeusClevios S V3
1 N Ácido clorídricoWako083-01095
Clorobenzeno 99,0%Wako032-07986
Acetona 99,5%Wako016-00346
Substrato de vidro revestido com óxido de índio-estanho (ITO)Geomatec0002100 vezes; 100 vezes; 1.1t (mm)
Substrato de vidroMatsunami GlassS721376 &vezes; 26 vezes; 1.2t (mm)
Cauda de algodão Como um1-8584-16
Resina epóxiNichibanAR-R30
Espátula de plásticoComo um2-3956-02
Limpador ultrassônicoComo umAS482
Agitador magnéticoquente Como umRHS-1DN
Placa de aquecimento de cerâmicaComo umCHP-17DN
Revestidorde rotaçãoKyowarikenK-359 S1
Bomba de vácuoULVACDA-30S
UV-O3 limpadorFilgenUV253E
Impressora de telaMitani ElectronicsMEC-2400
Sistema de solda ultrassônicaKuroda TechnoSUNBONDER USM-5
Tensão de corrente contínua e fonte/monitor de corrente integrado sistemaSan-Ei ElectricXES-40S1
Microscópio eletrônico de varreduraJEOL Ltd.JSM-7800
de grau reagente

Referências

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Price, C. S., Stuart, C. A., Yang, L., Zhou, H., You, W. Fluorine substituted conjugated polymer of medium band gap yields 7% efficiency in polymer-fullerene solar cells. J. Am. Chem. Soc. 133 (12), 4625-4631 (2011).
  2. Liang, Y. Y., et al.

Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.

Reimpressões e permissões

Solicitar permissão para reutilizar o texto ou as figuras deste artigo JoVE

Solicitar permissão

Etiquetas

Aceitores de El trons de Alc xido de Tit nioM todo de Controle de MorfologiaEstrutura de Separa o de FasesH brido Org nico Inorg nicoT cnica de Spin CoatingMicroscopia Eletr nica de VarreduraCaracter sticas de Corrente Tens oSistema Doador PFO DBTC lulas Solares Totalmente Imprim veis

Artigos relacionados