Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Omgivande Sätt för framställning av ett joniskt Gated Nanorör Common Cathode i Tandem organiska solceller

doi: 10.3791/52380 Published: November 5, 2014

Introduction

Polymer halvledare är de ledande ekologiska solceller (OPV) material på grund av hög absorptionsförmåga, goda transportegenskaper, flexibilitet och kompatibilitet med temperaturkänsliga substrat. OPV enhet effektomvandlingseffektivitet, η, har hoppat betydligt under de senaste åren, med en enda cell verkningsgrad så hög som 9,1% 1, vilket gör dem en allt livskraftig energiteknik.

Trots de förbättringar av η, de tunna optimala aktiva skikttjocklekar av enheterna begränsar ljusabsorption och hindra tillförlitlig tillverkning. Dessutom är den spektrala bredden på ljusabsorption av varje polymer begränsad jämfört med oorganiska material. Para ihop polymerer med olika spektrala känslighet förbi dessa svårigheter, vilket gör tandem arkitekturer 2 en nödvändig innovation.

Serie tandem enheter är den vanligaste tandemarkitektur. I denna konstruktion, en elektrontransport mateal, en valfri metall rekombination skikt, och ett skikt håltransport ansluta två oberoende fotoaktiva skikt kallas delceller. Länkning underceller i en seriekonfiguration ökar den öppna kretsspänningen av kombinationsanordningen. Vissa grupper har haft framgång med degenerately dopade transportlager 3-5, men fler grupper har använt partiklar av guld eller silver för att underlätta rekombination av hål och elektroner i mellanskiktet 6,7.

Däremot parallella tandem kräver en hög ledningsförmåga elektrod, antingen anod eller katod, som förbinder de två aktiva skikten. Mellanskiktet måste vara mycket öppet, vilket begränsar serie tandem mellanskikt som innehåller metallpartiklar, och än mer så för de parallella tandem mellanskikt som består av tunna, kontinuerliga metallelektroder. Kolnanorör (CNT) ark uppvisar högre transparens än metallager. Så Nanotech Institute i samarbete med Shimane University, har introducerad konceptet att använda som mellanskiktet elektrod i monolitiska, parallella tandemanordningar 8.

Tidigare insatser presenterade monolitiska, parallella, tandem OPV enheter med CNT ark fungerar som mellanskikt anoder 8,9. Dessa metoder kräver särskild omsorg för att undvika kortslutning av en eller båda celler eller skadliga föregående skikt vid insättning senare skikt. Den nya metod som beskrivs i detta dokument underlättar tillverkning genom att placera CNT elektroden ovanpå de polymera aktiva skikten av två enskilda celler och sedan laminera de två separata enheterna tillsammans som visas i figur 1. Denna metod är anmärkningsvärt eftersom enheten, inklusive en luft -Stabil CNT katod, kan tillverkas helt i omgivningsförhållanden sysselsätter endast torr och lösningen bearbetning.

CNT-arken är inte i sig goda katoder, eftersom de kräver n-typ dopning för att minska arbetsfunktion i syfte att samla elektroner från den fotoaktiva områdeav en solcell 10. Elektrisk dubbellager laddning i en elektrolyt, såsom en jonisk vätska, kan användas för att förskjuta arbetsfunktion av CNT elektroder 11-14.

Som beskrivits i ett tidigare papper 15 och visas i figur 2, när styrspänning (V Gate) är ökar, arbetsfunktion CNT gemensamma elektroden minskat, skapar elektrod asymmetri. Detta förhindrar hål samling från OPV: s givare till förmån för insamling av elektroner från OPV: s acceptor, och enheterna slås PÅ, byte från ineffektiv fotoresistorn till fotodioden 15 beteende. Det bör även noteras att den energi som används för att ladda enheten och den energi som förloras på grund av att grindläckströmmar är trivialt i jämförelse med den effekt som genereras av solcellen 15. Ionic gating av CNT elektroder har en stor effekt på arbetsfunktion på grund av den låga densiteten av stater och den högaytarea till volymförhållande i CNT elektroder. Liknande förfaranden har använts för att förstärka en Schottky-barriär vid gränsytan mellan CNT med n-Si-16.

Protocol

1. Indiumtennoxid (ITO) mönstring och rengöring

OBS: Använd 15Ω / □ ITO glas och köp eller skär ITO glas i storlekar som passar för rotationsbeläggning och fotolitografi. Det är mest effektivt att utföra steg från 1,1 till 1,7 på en glasbit så stor som möjligt, och sedan skär den i mindre enheter. Observera också att steg 1,1-1,7 kräver ITO glaset för att vara orienterade med ITO-sidan uppåt. Detta kan kontrolleras enkelt med en multimeter motstånd inställning.

  1. Spin coat 1 ml av S1813 positiv fotoresist har laddats in i ITO-sidan av ITO-glaset med en hastighet av 3000 rpm under 1 min. Använd mer motstånd för större glasbitar, se till att hela glaset är täckt, och ta bort alla bubblor innan spinnbeläggare.
  2. Glödga motstå belagt glas, på en varm platta vid 115 ° C under 1 min.
  3. Ladda provet och fotomasken på kontakt Aligner.
  4. Exponera fotoresist belagda ITO glas för en lämpligt tid. Exponeringstiden är cirka 10 sekunder, men varierar denna gång baserad på UV-lampan intensitet, fotoresist typ och tjocklek.
  5. Utveckla UV-exponerade substrat i MF311 utvecklare. En spin processorns automatiserad process ger de bästa och mest repeterbara resultat, men utvecklingen kan göras manuellt som följde.
    1. Dränka det UV-exponerade substrat för en min i utvecklaren, följt av sköljning i avjoniserat (DI) vatten och torkning med en kvävespruta. Eftersom utvecklaren tappar styrka snabbt, byta framkallnings mellan prover, eller alternativt öka utvecklingstiden vid återanvändning utvecklare.
  6. Etsa ITO-substrat i koncentrerad saltsyra (HCl). Detta tar mellan 5 till 10 min beroende på koncentrationen av HCl. Skölj i avjoniserat vatten, torka, och testa resistiviteten hos de etsade partierna med en multimeter. Om någon ledningsförmåga kvar, etsa en längre tid.
  7. När etsningen är klar, ta bort photoresist med aceton. Observera att snabb borttagning av fotoresisten hindrar rest HCl från över etsning den mönstrade ITO.
  8. Om det behövs, skär de etsade ITO glassubstrat i enhetsstorlekar.
  9. Rengör ITO-substrat i ett bad ultraljud i en sekvens av lösningsmedel - DI-vatten, aceton, toluen, metanol och slutligen isopropylalkohol.

2. OPV delcellen Fabrication

  1. Förbered P3HT: PC 61 BM-lösning.
    OBS: För de mest konsekventa resultat, förbereda lösningarna i kvävemiljö. Det är möjligt att följa denna procedur under omgivningsförhållanden.
    1. Hitta och skriv ner massan av två rena, ~ 4 ml glasflaska och mössorna, och markera dem med en permanent markör för att skilja dem från en annan.
    2. I en kväve eller argon handskbox överföra cirka 10 mg av poly (3-hexyltiofen-2,5-diyl) (P3HT) till en flaska och ungefär 10 mg av fenyl-Ci-61 smörsyra-metylester (PC 61 BM) till den andra.
    3. Väg flaskorna igen för att hitta massa P3HT och PC 61 BM.
    4. Överför rören med P3HT och PC 61 BM i ett handskfack för resten av lösningen beslutsprocessen.
    5. Lägga till en magnetisk omrörare i varje flaska och sedan lägga tillräckligt med klorbensen till var att skapa 45 mg / ml lösningar.
    6. Placera de lösningar på en magnetomrörare varm platta vid 55 ° C under approximativt 2 h eller till dess att de lösta ämnena har lösts upp fullständigt.
    7. Blanda lika stora volymer av den P3HT och PC 61 BM lösningar tillsammans, och låta den blandade lösningen rör om i ytterligare en timme före användning.
  2. Förbered PTB7: PC 71 BM-lösning.
    1. Upprepa steg 2.1.1 till 2.1.4 med poly({4,8-bis[(2-ethylhexyl)oxy]benzo[1,2-b:4,5-b′]dithiophene-2,6-diyl}{3-fluoro-2-[(2-ethylhexyl)carbonyl]thieno[3,4-b]thiophenediyl}) (PTB7) och fenyl-7,1-smörsyra-metylester (PC 71 BM) i stället för P3HT och PC61 BM.
    2. Gör en blandning av 3% i volym 1,8-diiodooctane (DIO) i klorbensen. Denna blandning kallas DIO-CB.
    3. Lägga till en magnetisk omrörare i varje flaska och sedan lägga tillräckligt med DIO-CB till PTB7 flaskan att ha en 12 mg / ml lösning och tillräckligt DIO-CB till PC 71 BM flaska att ha en 40 mg / ml lösning.
    4. Låt dessa lösningar rör om på en värmeplatta vid 70 ° C under två dagar.
    5. Blanda lösningarna i ett viktförhållande av PTB7 till PC 71 BM av 1-1,5.
    6. Låt den blandade lösningen rör om under ytterligare en timme vid 70 ° C före användning.
  3. Filter poly (3,4-ethylenedioxythiophene): poly (styrensulfonat) (PEDOT: PSS) genom ett 0,45 ìm porstorlek nylonfilter. Observera att denna procedur använder P VP AI4083.
  4. Spin Coat aktiva skikten.
    1. Placera rengöras ITO-substrat, ITO-sidan upp, in i en UV-Ozone renare i 5 min.
    2. Spin-coat 120 pl av den filtrerade PEDOT: PSS på UV-ozon behandlad, mönstrat ITO- glassubstrats vid 3000 rpm under 1 min. Detta bör ge en 30 nm tjockt skikt.
    3. Glödga PEDOT: PSS belagda ITO-substrat under 5 minuter vid 180 ° C.
    4. Spin-coat 70 pl av den blandade P3HT PC 61 BM lösningen på PEDOT: PSS belagda ITO substrat vid ca 1000 rpm i 1 minut. Variera takt som behövs för att sätta in ett 200 nm tjockt aktiva lagret.
    5. Glödga P3HT: PC 61 BM belagda substrat vid 170 ° C i 5 min. Resultaten kan variera för optimal glödgning temperatur.
    6. Spin-coat 70 pl av den blandade PTB7 PC 71 BM lösningen på PEDOT: PSS belagda ITO substrat vid ca 700 rpm i 1 minut. Variera takt som behövs för att sätta in ett 100 nm tjockt aktiva lagret.
    7. Fyll på PTB7: PC 71 BM belagda substrat i en högvakuum (<2 x 10 -6 Torr) kammaren för att avlägsna rest DIO. Vanligtvis lämnar proverna i kammaren O / N.

3. Tillverka Tandem Device

<ol>
  • Laminat CNT elektroder.
    1. Skär PTB7 och P3HT substrat på mitten för att göra ett tandemanordning. En specialiserad ITO mönster skulle inte kräva det här steget. ITO mönstret ska ha minst två parallella ITO elektroder som sträcker sig från ena kanten till en mm bort från den andra.
    2. Först förbereda PTB7 och P3HT belagt substrat genom att torka bort polymer och PEDOT från kanterna på glaset, och exponera ITO remsan som kommer att användas som den gemensamma elektroden, såsom framgår av den första panelen i figur 1.
    3. Laminat CNT gemensamma elektroden ovanpå PTB7 och P3HT elektroder. Applicera en SWCNT film genom att placera CNT sidan av filterpapper på enheten, tryck försiktigt och sedan skalar filterpapper bort. Detta visas i den andra panelen i figur 1.
    4. Förtäta CNT elektroden på ytan genom applicering av metoxi-nonafluorobutane (C 4 F 9 OCH3) (HFE) och genom att belägga CNT med en liten amount av vätskan och sedan låta det torka.
    5. Torka bort polymeren och CNT på toppen av ITO och glas som kommer att få den styrelektrod såsom visas i den tredje panelen i figur 1. Avlägsna all polymer från glaset för att förhindra att grinden läckage med ett rakblad.
    6. Laminat CNT grindelektrod på den rengjorda området i PTB7 och P3HT belagda substrat. Laminera MWCNT genom att dra från kanten av den MWCNT skogen med ett rakblad och låt plåten stå fritt mellan vissa kapillärrör. Passera anordningen genom den fristående ark att laminera CNT på anordningen. Grindelektroden bör ha 2-3 gånger antalet skikt som läggs på den gemensamma elektroden.
    7. Förtäta grindelektrod med HFE.
  • Placera en liten droppe (≈10 il) av jonisk vätska, N, N -Diethyl- N-metyl-N - (2-metoxietyl) ammonium tetrafluoroborat, DEME-BF 4, på toppen av de båda CNT elektroder av enav substraten.
  • Placera försiktigt underlaget utan jonisk vätska på toppen av substratet med jonisk vätska med gemensamma och styrelektroder ovanpå varandra när. Detta visas i den sista panelen i figur 1.
  • Placera en fotomask med en storlek öppning mindre än elektrodstorleken över det aktiva området. Använd små klipp för att hålla fotomasken på plats och för att hålla enheten tillsammans under testning.
  • 4. Mät Device

    1. Överför enheten i mätningen handskfacket.
    2. Gör de elektriska anslutningarna.
      1. Anslut styrematnings mellan den gemensamma elektroden och grindelektroden med den gemensamma som jord.
      2. Anslut de två ITO anoder till sladdar som är anslutna till en switch som tillåter val av antingen anod eller båda anoderna.
      3. Anslut utgången på omkopplaren till ingången av källåtgärden enheten.
      4. Anslut jord av käll measure enhet till den gemensamma elektroden.
    3. Mät enhetens IV egenskaper genom att upprepa följande steg för stigande V Gate.
      1. Ställ V Gate till nästa värde, från V Gate = 0 V till V Gate = 2 V i steg om 0,25 V.
      2. Vänta 5 minuter eller tills grindströmmen stabiliseras. Helst ska grindströmmen stabiliseras runt 10s nanoamperes.
      3. Ställ omkopplaren både under celler.
      4. Öppna lampans slutare.
      5. Kör ett spänningssvep på källmåttenheten från -1 volt till en volt på ca 100 steg eller mer.
      6. Kör ett spänningssvep från en volt till -1 volt.
      7. Stäng lampans slutare.
      8. Kör spännings sveper igen.
      9. Ställ strömbrytaren på frontunder cell.
      10. Upprepa steg 4.3.4 till 4.3.8.
      11. Ställ omkopplaren på baksidan under cell.
      12. Upprepa steg 4.3.4 till 4.3.8.
    4. Beräkna enhetsparametrar. <ol>
    5. Hitta kortslutningsströmmen (J SC) av varje under cell vid varje V Gate genom att hitta den aktuella produceras av enheten när spänningen över sub-cellen är 0 V.
    6. Hitta den ursprungliga tomgångsspänningen (V OC) av varje under cell vid varje V Gate genom att hitta den spänning som produceras av enheten när strömmen genom under cellen är 0 A.
    7. Hitta den maximala uteffekten från solcellen genom att multiplicera varje spänningsvärde med varje aktuellt värde och välja den maximala (mest negativa) värdet. Detta förutsätter att en mäter fotogenererade strömmen som negativ ström.
    8. Hitta verkningsgrad effektomvandling (η) genom att dividera den maximala effekten av den ingående ljuseffekt.
    9. Hitta fyllningsfaktor (FF) genom att dividera den maximala effekten av produkten av J SC och V OC.

    Representative Results

    En tandemanordning bildas av olika polymerer, speciellt polymerer av väsentligt olika bandgap, är av praktiskt intresse eftersom dessa enheter kan absorbera den största spektralområdet ljus. I denna anordning struktur är PTB7 delcellen baksidan cell och P3HT är den främre delcellen. Detta är avsett att absorbera den största mängden ljus som P3HT delcellen är i hög grad transparent för längre våglängd ljus som absorberas av den PTB7 delcellen. För tydlighetens skull, de solcellsparametrar, V OC, J SC, FF, och η kommer att vara dekorerad med en upphöjd T, F, eller B när du refererar till tandem, framsidan eller baksidan cell respektive. Tabell 1 visar dessa förkortningar .

    Ett urval av strömspänningskurvorna för anordningen visas i figur 3, och extraherades solcells parametrarna i fig 4. Det skall observeras att den PTB7 delcellen(Baksida) slås på vid en mycket lägre V Gate än P3HT delcellen (fram). Figur 4 visar att PTB7 cellen börjar slå PÅ på V Gate = 0,5 V och toppar runt V Gate = 1,5 V. Den främre sub -cell visar tecken på att vända runt omkring V Gate = 1,0 V, men inte helt slå PÅ nedan V Gate = 2,0 V. V T OC och FF T likna beteendet hos sämre under cell, som är något högre än den främre sub -cell för V Gate <2,0 V och något högre än ryggcell för V Gate> 2,0 V. J T SC är mycket mindre än summan av J F SC och J B SC för V Gate <1,5 V, efter vilken punkt nuvarande tillägg är ganska bra. η T är mindre än det största av η F eller η B för alla V Gate utom vid 1,5 V.

    Den dåliga tillsats av ström och effektiviteten såy för låg V Gate verkar vara på grund av att den främre delcellen som fungerar som en shunt i sitt FRÅN-tillstånd. Detta ses från de höggradigt linjära kurvor av den främre cellen och den tandem vid V Gate = 1,5 V i fig 3. Omvänt, efter det att PTB7 tillbaka cellen har brutits ned, (vid V Gate = 2,25 V), fortfarande upprätthåller det en diod egenskaper , såsom visas med kurvan i fig 3, och således inte fungerar som en shunt. Detta resulterar i tillsats av J SC, men V ^ OC, FF T och η T reduceras på grund av den låga Vb OC. Medan processen drar robusthet från sin enkelhet, det finns variationer på grund av manuell hantering och batch-till-batch variationer i materialen. Detta kan leda till förändringar i sin tur på spänning på ± 0,25 V och maximal effektivitet med ± 0,5%. Denna variation kan minskas med en mer automatiserad process.

    lt = "Bild 1" src = "/ files / ftp_upload / 52380 / 52380fig1highres.jpg" />
    Figur 1. Tandem enhet designprocessen. Tillverkningen och lamineringsprocess som används i byggandet av joniskt gated tandem OPV, med pilar som visar sekvensen. Ett diagram av den slutliga enheten strukturen visas i det nedre vänstra hörnet. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

    Figur 2
    Figur 2. Tandem anordning band och elektriskt schema. Den ungefärliga banddiagram av tandemanordning visas längs-sidan det elektriska diagrammet för anordningen. De skuggade områdena med pilar på CNT elektrod visar skiftet i arbetsfunktion. De heldragna linjerna och kretselement nedan visar de elektriska anslutningarna.jove.com/files/ftp_upload/52380/52380fig1large.jpg "target =" _ blank "> Klicka här för att se en större version av denna siffra.

    Figur 3
    Figur 3. Valda IV kurvor. IV-kurvor för ett V Gate (1,5 V), i vilken baksidan (PTB7) cell visar sin bästa prestanda och en högre V Gate (2,25 V) i vilken den främre (P3HT) cell visar dess bästa prestanda . "T" och cirklar betecknar tandem kurvan, "F" och torg framsidan, och "B" och trianglar ryggen.

    Figur 4
    Figur 4. Enhetens parametrar. Solcells parametrar extraherade från IV-mätningar från V Gate = 0,5 V till V Gate = 2.25 V. "T" och svarta fyrkanterbeteckna tandem kurvan, "F" och blå trianglar fronten, och "B" och röda cirklar på baksidan. De streckade linjerna visar resultat för fallande spänningar svep i det OPV enheten medan de heldragna linjerna visar de uppstigande resultaten.

    OPV Parameter Delcellen mätt
    Tandem Främre Tillbaka
    V OC Vt OC V F OC V B OC
    J SC Jt SC J F SC J B SC
    FF FF T FF F FF B
    η η T η F η B

    Tabell 1. Parameter förkortningar. Resumé från sol cellparameter förkortningar. Upphöjda, T, F, och B betecknar tandem, fram och bak respektive.

    Discussion

    Resultaten belyser några överväganden vid utformningen av parallelltandemsolceller. Noterbart är om någon av de under cellerna fungerar dåligt, tandem prestanda i påverkas negativt. Resultaten visar att det finns två huvudsakliga effekter. Om en delcell är kortsluten, till exempel, visar ohmsk beteende, FF T inte skall vara högre än den FF av den dåliga delcellen. J T SC och V T OC kommer att påverkas på samma sätt. Detta är fallet när V Gate är låg och P3HT delcellen har inte slås PÅ.

    Omvänt, om man under cell har goda Diod, men låg V OC eller J SC, då J T SC är nästan summan av J F SC och J B SC. Men om det finns en stor skillnad mellan varje under cell V OC, då V T OC är nästan lika med den mindre V OC. Denna prestanda demonstreras when V Gate är hög och PTB7 cellen har stängts av. Den η T kan vara något högre i det fall, men är fortfarande sannolikt att vara mindre än den för den bättre delcellen ensam.

    Ryggen delcellen slå på tidigare än den främre under cellen var oväntat eftersom under cellerna delar gate och gemensamma elektroder. Arbetet funktion av deras katod, och därför graden av elektroden asymmetri mellan ITO och katod, bör vara identiska. Dessutom visar den bakre under cell högre V OC än den främre under cell och bör kräva större elektrod asymmetri i fråga om arbete funktion än den främre under cell, och därmed en större V Gate innan du slår på.

    Med tanke på den lägre HOMO nivå PTB7 polymer, är det möjligt att undertryckande av hål injektion / extraktion sker snabbare i PTB7, och därmed enheten slås på vid en lägre V Gate. Andra effekter att tänka på är det faktum att PTB7 är ensampolymer, som är en polymer sammansatt av alternerande donator- och acceptor-enheter. Detta kan ha en inverkan på gränssnitts dipolerna genereras mellan polymeren och CNT gemensamma elektroden.

    Det förfarande som beskrivs i denna text är tillämplig på ansökningar som följer följande begränsningar. Den halvledande aktiva materialet får inte vara löslig eller påverkas negativt av de joniska material. I fallet med Ijusemitterande eller fotoelektromotoriska anordningar bör de anod- och halvledande skikten inte vara opaka inom samma spektrala regionerna. Med tanke på dessa begränsningar, är det möjligt att applicera dessa tekniker på organiska lysdioder, organiska fälteffekttransistorer och liknande oorganiska enheter.

    Sammanfattningsvis är en parallell tandemanordning tillverkningsmetod som besitter fördelar jämfört med konventionella bearbetningsmetoder beskrivs. Metoden kräver ingen vakuumbehandlings är skalbar, kan utföras i omgivande betingelser,och varje aktivt skikt är tillverkat på ett optimalt sätt, vilket minskar förekomsten av kortslutningar och förenkla bearbetningen. Framträdande dragen identifieras i driften av parallella OPV tandems. Medan den totala effektiviteten är något låg, kan ytterligare förbättringar göras genom att optimera foto lager och CNT elektroder. Dessutom, om under cell påslagen samtidigt, skulle observeras ett η T över 3%.

    Materials

    Name Company Catalog Number Comments
    Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly-(styrenesulfonate) Heraeus Clevios PVP AI 4083
    poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl)  Rieke Metals  Inc. P3HT:  P200
    phenyl-C61-butyric  acid methyl  ester 1- Material PC61BM
    Poly({4,8-bis[(2-ethylhexyl)oxy]benzo[1,2-b:4,5-b′]dithiophene-2,6-diyl}{3-fluoro-2-[(2-ethylhexyl)carbonyl]thieno[3,4-b]thiophenediyl})  1- Material PTB7
    phenyl-C61-butyric acid methyl  ester Solenne PC71BM
    1,8-Diiodooctane Sigma Aldrich 250295
    Chlorobenzene Sigma Aldrich 284513
    Indium Tin Oxide Coated Glass 15 Ohm/SQ Lumtec
    S1813 UTD Cleanroom
    MF311 UTD Cleanroom
    HCl UTD Cleanroom
    Acetone Fisher Scientific A18-20
    Toluene Fisher Scientific T323-20
    Methanol BDH BDH1135-19L
    Isopropanol Fisher Scientific A416-20
    CEE Spincoater Brewer Scientific http://www.utdallas.edu/research/cleanroom/tools/CEESpinCoater.htm
    Contact Printer 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
    Name Company Catalog Number Comments
    Glove Box M-Braun Lab Master 130
    Solar Simulator Thermo Oriel/Newport
    Keithley 2400 SMU Keithley/Techtronix 2400
    Keithley 7002 Multiplexer Keithley/Techtronix 7002
    Ultrasonic Cleaner Kendal HB-S-49HDT
    Micropipette Eppendorf 200 µl

    DOWNLOAD MATERIALS LIST

    References

    1. He, Z., Zhong, C., Su, S., Xu, M., Wu, H., Cao, Y. Enhanced power-conversion efficiency in polymer solar cells using an inverted device structure. Nature Photonics. 6, 591-595 (2012).
    2. Yuan, Y., Huang, J., Li, G. Intermediate layers in tandem organic solar cells. Green. 1, (1), 65-80 (2011).
    3. Kim, J. Y., et al. Efficient tandem polymer solar cells fabricated by all-solution processing. Science. 317, (5835), 222-225 (2007).
    4. Yu, B., Zhu, F., Wang, H., Li, G., Yan, D. All-organic tunnel junctions as connecting units in tandem organic solar cell. Journal of Applied Physics. 104, (11), (2008).
    5. Schueppel, R., et al. Controlled current matching in small molecule organic tandem solar cells using doped spacer layers. Journal of Applied Physics. 107, (4), (2010).
    6. Hiramoto, M., Suezaki, M., Yokoyama, M. Effect of thin gold interstitial-layer on the photovoltaic properties of tandem organic solar cell. Chemistry Letters. 19, (3), 327-330 (1990).
    7. Xue, J., Uchida, S., Rand, B. P., Forrest, S. R. Asymmetric tandem organic photovoltaic cells with hybrid planar-mixed molecular heterojunctions. Applied Physics Letters. 85, (23), 5757 (2004).
    8. Tanaka, S., et al. Monolithic parallel tandem organic photovoltaic cell with transparent carbon nanotube interlayer. Applied Physics Letters. 94, (11), (2009).
    9. Mielczarek, K., Cook, A., Kuznetsov, A., Zakhidov, A. OPV Tandems with CNTS: Why Are Parallel Connections Better Than Series Connections. Low-Dimensional Functional Materials. 179-204 (2013).
    10. Kim, J. Y., et al. Efficient tandem polymer solar cells fabricated by all-solution processing. Science. 317, (5835), 222-225 (2007).
    11. Kuznetsov, A. A. Physics of electron field emission by self-assembled carbon nanotube arrays. The University of Texas at Dallas. (2008).
    12. Kuznetzov, A. A., Lee, S. B., Zhang, M., Baughman, R. H., Zakhidov, A. A. Electron field emission from transparent multiwalled carbon nanotube sheets for inverted field emission displays. Carbon. 48, (1), 41-46 (2010).
    13. Zakhidov, A. A., Suh, D. -S., et al. Electrochemically Tuned Properties for Electrolyte-Free Carbon Nanotube Sheets. Advanced Functional Materials. 19, (14), 2266-2272 (2009).
    14. Cook, A., Yuen, J. D., Zakhidov, A. Ion-Reconfigurable photovoltaic cells, hybrid tandems and photodetectors with CNT ionic gate. US Patent Application. 61, (2012).
    15. Cook, A. B., Yuen, J. D., Zakhidov, A. Electrochemically gated organic photovoltaic with tunable carbon nanotube cathodes. Applied Physics Letters. 103, (16), (2013).
    16. Wadhwa, P., Liu, B., McCarthy, M. A., Wu, Z., Rinzler, A. G. Electronic Junction Control in a Nanotube-Semiconductor Schottky Junction Solar Cell. Nanoletters. 10, (12), 5001-5005 (2010).
    Omgivande Sätt för framställning av ett joniskt Gated Nanorör Common Cathode i Tandem organiska solceller
    Play Video
    PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

    Cite this Article

    Cook, A. B., Yuen, J. D., Micheli, J. W., Nasibulin, A. G., Zakhidov, A. Ambient Method for the Production of an Ionically Gated Carbon Nanotube Common Cathode in Tandem Organic Solar Cells. J. Vis. Exp. (93), e52380, doi:10.3791/52380 (2014).More

    Cook, A. B., Yuen, J. D., Micheli, J. W., Nasibulin, A. G., Zakhidov, A. Ambient Method for the Production of an Ionically Gated Carbon Nanotube Common Cathode in Tandem Organic Solar Cells. J. Vis. Exp. (93), e52380, doi:10.3791/52380 (2014).

    Less
    Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
    View Video

    Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

    Waiting X
    simple hit counter