Summary
Een methode voor het volledig gedrukt te worden, fullereen-vrij, zeer lucht-stabiele, bulk-heterojunctie zonnecellen op basis van Ti alkoxiden als het elektron acceptor en het elektronen donerende polymeer fabricage wordt hier beschreven. Bovendien wordt een werkwijze voor het regelen van de morfologie van de fotoactieve laag door de moleculaire grote omvang van de Ti-alkoxide eenheden gerapporteerd.
Introduction
Organische fotovoltaïsche apparaten worden beschouwd als veelbelovende hernieuwbare energiebronnen vanwege hun lage productiekosten en het lichte gewicht 1-7. Vanwege deze voordelen, heeft een groot aantal onderzoekers ondergaan waarbij deze veelbelovende. In het afgelopen decennium, kleurstof, organische dunne-film, en perovskiet zonnecellen hebben aanzienlijke vooruitgang in de macht omzettingsrendement bereikt op dit gebied 8.
In het bijzonder, organische dunne-film zonnecellen en BHJ organische dunne-film zonneceltechnologie zijn efficiënte en kosteneffectieve oplossingen voor het gebruik van zonne-energie. Bovendien heeft de energieomzetting bereikt dan 10% bij gebruik van lage-band-gap polymeren als de elektronendonor en fullereenderivaten als elektronenacceptor (Fenyl-C 61 boterzuur-zuur-methylester: [60] of PCBM fenyl-C 71 boterzuur-Acid-Methyl Ester: [70] PCBM) 9-11. Bovendien hebben sommige onderzoekers have reeds gemeld hoe belangrijk het BHJ structuur in de fotoactieve laag, die is gebouwd met een lage bandgap-polymeren en fullereenderivaten een hoog totaal rendement te verkrijgen. Echter, fullereenderivaten zijn lucht-gevoelig. Daarom is een lucht-stabiele elektronen-aannemende materiaal vereist als alternatief. Een paar rapporten eerder gesuggereerd nieuwe soorten organische fotovoltaïsche cellen die n-type halfgeleidende polymeren of metaaloxiden gebruikt als elektronen acceptoren. Deze rapporten ondersteunden de ontwikkeling van lucht-stabiele, fullereen-free, organische dunne-film zonnecellen 12-15.
In tegenstelling tot systemen of n-type halfgeleidend polymeersystemen fullereen, het verkrijgen van een goede uitvoering van de BHJ structuur in de fotoactieve laag, die ladingsscheiding en ladingsoverdracht capaciteiten heeft, is moeilijk metaaloxide systemen 16-17. Verder fullereenderivaten en n-type geleidende polymeren hebben een hoge oplosbaarheidin vele oplosmiddelen. Daarom is het gemakkelijk om de morfologie van de fotoactieve laag controleren door het selecteren van een inktoplossing als oplosmiddel, dat de voorloper van de fotoactieve laag 18-20. Daarentegen, in het geval van metaal alkoxide die worden gebruikt in combinatie met een elektronendonerende polymeer, beide halfgeleiders onoplosbaar in bijna alle oplosmiddelen. Dit komt omdat alkoxiden geen hoge oplosbaarheid in het oplosmiddel heeft. Daarom is de selectiviteit van oplosmiddelen voor morfologie controle extreem laag.
In dit artikel beschrijven we een methode voor het regelen van de morfologie van de foto-actieve laag met behulp van moleculaire lijvige om afdrukbare en zeer air-stabiele BHJ zonnecellen te fabriceren. We beschrijven het belang van de morfologie controle voor de voortgang van fullereen-vrije BHJ zonnecellen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Bereiding van indium-tin-oxide (ITO) glas voor Solar Cell Fabrication
- Snijd de ITO / glassubstraat.
- Met behulp van een glassnijder, knip de ITO / glazen substraat (10 cm x 10 cm) in stukjes van circa 2 cm x 2 cm.
- Chemisch etsen de geleidende ITO-laag.
- Met behulp van een digitale multimeter, controleer dan of de bovenkant van de ITO / glas stuk heeft een geleidende kant.
- Breng afplakband aan beide zijden van de ITO / glas stuk, waardoor een centraal gebied van 2 mm x 2 cm in het midden. Gebruik plakband, beschermen de rest van de ITO geleidende laag van het etsen.
- Giet een paar druppels HCl (1 M) op de ITO geleidende laag op de ITO geleidende laag van het oppervlak van de ITO / glas stuk verwijderen. Na ongeveer 3 minuten, veeg het HCl met behulp van een wattenstaafje, en verwijder vervolgens de afplakband.
- Voorbehandelen van de ITO / glas stuk.
- Plaats de ITO / stukjes glas in eenglazen kast en vul het geval met water.
- Plaats de glazen kast in een waterbad dat is tweederde vol met water en voeg een ultrasone reiniger. Schakel vervolgens de ultrasone reiniger voor ongeveer 15 minuten naar het weinig sporen van de nog op de ITO / stuk glas chemische etsmiddel te verwijderen. Was deze stukken in een ultrasoon bad met water, aceton en isopropylalcohol, respectievelijk voor 15 minuten elk, en vervolgens drogen in een stroom droge lucht. Voer ultrasone trillingen tegen oscillerende frequentie van 42 kHz.
- Plaats de ITO / stukjes glas in een ultraviolet-ozon (UV-O 3) schoner en laat de machine gedurende 30 minuten.
2. Bereiding van de voorloperoplossing voor de fotolaag
- Los op 0,5 mg van poly [2,7- (9,9-dioctylfluoreen) -alt-4,7-bis (thiofeen-2-yl) benzo-2,1,3-thiadiazool] (PFO-DBT) als elektronenacceptor donor en 1,0 mg Ti-alkoxide in 1 ml chloorbenzeen. Selecteer de volgende Ti-alkoxiden als elektronendonoracceptoren: Ti (IV) isopropoxide, ethoxide, butoxide en butoxide polymeer. Vervolgens los 0,5 mg PFO-DBT en 1,0 mg [60] PCBM in 1 ml chloorbenzeen als referentie.
LET OP: Hier, de HOMO-LUMO niveau zijn als volgt 21. PFO-DBT: 5,4-3,53 eV, Ti (IV) isopropoxide: 7,49-3,86 eV, ethoxide: 7,55-3,90 eV, butoxide: 7,53-3,76 eV, en butoxide polymeer: 7,57-3,83 eV. - Op een magnetische roerder warme Verwarm de precursor oplossing 70 ° C terwijl het roeren met een roerstaaf met een rotatiesnelheid van 700 rpm. Doe dit gedurende 20 min bij afwezigheid van licht, tot de oplossing visueel duidelijk voor het blote oog. Koel de oplossing tot kamertemperatuur, opnieuw in de afwezigheid van licht, voor toekomstig gebruik.
3. Fabricage van de Photoactive Layer
- Stort de film door middel van spin-coating.
- Verwarm de precursor oplossing van de fotoactieve laag en de ITO / glas piece tot 70 ° C. Gedurende 10 min, verwarm de precursor oplossing door een magnetische roer hotrer verwarmd tot 70 ° C en gebruik een roerstaaf met een rotatiesnelheid van 700 rpm. Verwarm de ITO / glas stuk op een keramische hete plaat verhit tot 70 ° C gedurende 5 minuten.
- Plaats de ITO / glas stuk in het midden van het vacuüm fase van de spin coater, verwarmen met een heteluchtpistool tot ongeveer 70 ° C, en zet het vacuüm.
Opmerking: Het vacuüm wordt gecreëerd door een vacuümpomp met een pompsnelheid van 30 l / min. De uiteindelijke druk van de vacuümpomp 26,6 x 10 3 Pa. - Giet een paar druppels van de oplossing van de precursor fotoactieve laag op de ITO / glas stuk en start de spin coater bij 2000-6000 rpm gedurende 60 s in lucht.
Opmerking: Het volume van precursor oplossing 0,5 ml, gemeten met een 1 ml spuit. - Afdrogen van de fotoactieve laag voor 10 min bij kamertemperatuur in een luchtatmosfeer bij afwezigheid van licht een 50 nm dikke film als de fotoactieve laag te verkrijgen.
- Verwijder de extra film.
- Veeg de extra photoactive laag van het oppervlak van de ITO / glas stuk met een wattenstaafje bevochtigd met chloorbenzeen.
- Droog de fotoactieve laag weer gedurende 10 minuten bij kamertemperatuur in een luchtatmosfeer bij afwezigheid van licht.
OPMERKING: De temperatuur van ons experiment kamer gehandhaafd op 25 ° C.
4. Vervaardiging van de elektroden
- Print de organische elektrode.
- Met behulp van een scherm printer, print een organische elektrode door het plaatsen van poly (3,4-ethyleendioxythiofeen) poly (styreensulfonaat) (PEDOT-PSS) op de foto-actieve laag 22. De metalen masker is 50 micrometer dik, en de drukkende 5 mm x 20 mm.
- Droog de organische elektrode gedurende 30 minuten bij kamertemperatuur in een luchtatmosfeer bij afwezigheid van licht.
5. Laminering voor de Solar Cells
- Snijd het glassubstraat in stukjes met afmetingen van 1,5 cm x 2,5 cm met een diamanten mes. Verspreidingeen epoxyhars op het glazen substraat met een kunststof spatel. Plaats het glazen substraat met epoxyhars op de fotoactieve laag te beschermen.
6. Voorbereiding voor het meten van de Solar-cell Prestaties
- Reinig de elektroden door ze af te vegen met een wattenstaafje bevochtigd met aceton. Bevestig een ondersteunende elektrode op de ITO behulp van een ultrasoon systeem solderen. Laat de soldeerbout met een 42-kHz en bij 230 ° C.
7. Meting van de Solar-cell Prestaties
- Meet de stroom-voltage (JV) kenmerken van de zonnecellen door een gelijkstroom voltage stroombron / monitor geïntegreerd systeem, waarbij de zonnesimulator geijkt voor gesimuleerde AM1.5G van 100 mW / cm2 te verschaffen door het silicium fotodiode.
OPMERKING: Meer gedetailleerde informatie over de meting van de JV curves kan elders worden gevonden 23, 24.
8. Analysis van de Fase-scheiding structuur
- Bereid individuele films van fotoactieve lagen gebouwd met Ti-alkoxide en PFO-DBT, met behulp van dezelfde methode voor zonne-cel fabricage, zonder dat de organische elektrode en zonder het lamineren proces.
- Met een optische microscoop en een scanning elektronenmicroscoop (SEM) om de morfologie van de fotoactieve laag nageleefd een hoge vergroting (50.000 x) om de fasenscheiding structuur te analyseren.
OPMERKING: Meer gedetailleerde informatie over SEM operatie kan elders worden gevonden 25, 26.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Wij hebben een protocol voorgesteld voor het vervaardigen van volledig bedrukbare organisch-anorganische BHJ zonnecellen, alsmede een werkwijze voor het besturen van de fasenscheiding structuur. De prestaties van zonnecellen is uitgebreid onderzocht 27-31 als Ti (IV) isopropoxide en ethoxide werden gebruikt als elektronen-aannemende materialen (figuur 1). Deze zonnecellen vertoonden een kortsluitstroom dichtheid (Jsc) die ongeveer acht maal hoger dan die van apparaten die de "Ti (IV) butoxide polymeer" (Tabel 1). De resulterende morfologieën in de foto-actieve laag waren voldoende voor foto-generation en het bestaan van de vrije ladingsdragers en hun vervoer. Met andere woorden, het is mogelijk om de drager beheersstructuur regelen door op de grote omvang van de Ti-alkoxide. Sommige eerdere werk is gebleken dat de fasenscheiding structuur voor carrier management in de fotoactieve laag van een BHJzonnecel gebruik fullereenderivaten is een belangrijke factor 32-34. Dit is ook belangrijk voor de biologische anorganische systeem onderzocht in dit werk.
We kunnen de relatie tussen Jsc de transportbeheer en fasescheiding structuur met de drie afzonderlijke modellen opgesomd in tabel 2 verklaren. Verder hebben we de fasenscheiding structuur met SEM en SEM beelden werden vergeleken met de fasenscheiding modellen (figuur 2). Wanneer de Ti (IV) butoxide polymeer werd gebruikt, het veld de lading-opwekkende onvoldoende. Derhalve leidt dit tot een lagere waarde Jsc. Dat wil zeggen, de zelforganisatie van de Ti (IV) butoxide polymeer hoofdzakelijk bevorderd door verpakking van het molecuul. Wanneer "Ti (IV) butoxide" werd gebruikt als een n-type halfgeleider, werden de fasedomeinen geïsoleerd, die niet toereikend is voor de ladingsoverdracht van de vrije ladingsdragers een hi verkrijgengh Jsc waarde. De chemische structuur van Ti (IV) butoxide is omvangrijker dan dat van Ti (IV) isopropoxide en ethoxide. Daarom is de chemische lijvige van Ti (IV) butoxide overmatig gehinderde zelforganisatie van de p-type halfgeleidend polymeer. Anderzijds, als Ti (IV) isopropoxide of ethoxide werd gebruikt, deze morfologie verschaft een goede balans tussen domein grootte en fase continuïteit vanuit het oogpunt van lading opwekkende het bestaan van vrije ladingsdragers en het transport.
Figuur 1: JV kenmerken van zonnecellen voor verschillende chemische lijvige Ti alkoxide. Dit cijfer is gewijzigd ten opzichte van Reference 21. JV karakteristieken zijn drastisch veranderd door het selecteren van de Ti alkoxide molecuul. Klik hier om vIEW een grotere versie van deze figuur.
Figuur 2: Scanning elektronenmicroscoop (SEM) opnamen analyseren fasescheiding structuren. Dit cijfer is gewijzigd ten opzichte van Reference 21. De morfologie van de foto-actieve laag wordt verkregen bij een hoge vergrotingsfactor (50.000 x). De fasescheiding structuren van Ti (IV) isopropoxide of ethoxide waren aanvaardbaar en had voldoende continuïteit. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
| Titaan (IV) isopropoxide | Titaan (IV) ethoxide | Titaan (IV) butoxide | Titaan (IV) butoxide polymeer | |
| Jsc [uA / cm 2] | 191 | 182 | 121 | 25 |
| Voc [V] | 0.53 | 0.61 | 0.61 | 0.16 |
| FF | 0.31 | 0.33 | 0.23 | 0.18 |
| PCE [%] | 0,031 | 0,036 | 0.017 | 0,0007 |
Tabel 1: Zonne-cel prestaties voor verschillende chemische lijvige van Ti-alkoxiden. Deze tabel wordt gewijzigd in Referentie 21. De GO kenmerken van de BHJ zonnecellen per Ti-alkoxide worden getoond in figuur 1 en de bijbehorende prestatieparameters staan in deze tabel.
Tabel 2: De representatieve fasenscheidingmodellen voor het analyseren van bestaande vrije ladingsdragers. Deze tabel wordt gewijzigd in Referentie 21. Idealiter morfologie, zoals die van model B vereist vanuit het gezichtspunt van het bestaan van veel vrije ladingsdragers.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Om grote omvang van het molecuul in deze werkwijze te gebruiken is het van belang de voorwaarden voor filmvorming door spincoating kennen. Ten eerste moet het p-type en n-type halfgeleiders kunnen worden opgelost in het oplosmiddel. Wanneer sommige materiaal blijft, zal de grote kern van de domeinen in de fotoactieve laag geworden. Het gebruik van een geschikte commerciële filter voor individuele oplosmiddelen wordt aanbevolen om het resterende materiaal te verwijderen. Vervolgens moet de precursor oplossing waarin de moleculen oplossen uniform en homogeen worden afgedrukt als de fotoactieve laag op de ITO / glassubstraat ongeveer 60 s. Dit proces wordt uitgevoerd door de volgende drie stappen. Ten eerste, de precursor oplossing en ITO / glas substraat op een temperatuur van ongeveer 70 ° C. Ten tweede wordt het substraat direct instellen van de fase van de spin coater. Tenslotte een paar druppels van de precursor oplossing gegoten en uitgespreid op het oppervlak van het substraat, zodramogelijk, en de spin coater wordt onmiddellijk gestart. Het verwarmde substraat voorkomt een snelle afname van de temperatuur van de precursor oplossing op de ITO / glas substraat. Deze werkwijze bepaalt de educten van de voorloperoplossing door een snelle thermische veranderingen. Het effect van de verwarmde precursor oplossing zorgt voor soepel verspreiding op het substraat, door de afname van de viscositeit, en vergemakkelijkt de vorming van een uniform vlakke dunne film. Verder wordt de spin-bekledingswerkwijze uitgevoerd ontdekt door het deksel. Dit bevordert de verdamping van de oplosmiddelen van het substraat tijdens de 60 ~ s-proces.
Als er problemen optreden bij het gebruik van de genoemde methode als gevolg van de experimentele en apparatuur omstandigheden, worden de hieronder genoemde methoden aanbevolen. Indien het verwarmde substraat niet kan bewegen op het stadium van de spin coater kan het substraat verwarmd met een warmtepistool onmiddellijk voor gebruik. Bovendien, als er meer tijd nodig is om de precursor oplossing vallen, verwarmen tHij voorloper oplossing tot ongeveer 75-80 ° C wordt aanbevolen.
Bovendien zal de fasenscheiding structuur en fase-domein grootte verschillen afhankelijk van de gekozen individuele elektronendonor. Als een elektronendonor behalve PFO-DBT is geselecteerd, een verandering in de p / n-verhouding en een mengsel van twee Ti-alkoxiden met verschillende lijvige als elektronenacceptor bruikbaar werkwijzen voor het verkrijgen van een geschikte fasescheiding structuur. Onze werkwijze voor het besturen van de fasenscheiding structuur is gelijk aan de procedure gebruikelijk oplosmiddel 18-20, 33. Derhalve kunnen onze methode worden gewijzigd om elektronen donoren en acceptoren die oplosbaarheid in enkele beperkte oplosmiddelen.
Tenslotte hebben wij een werkwijze voor de vervaardiging van volledig bedrukbaar, fullereen-vrij, bulk-heterojunctie zonnecellen gebaseerd op het gebruik van Ti-alkoxiden als elektronenacceptor en een halfgeleidend polymeer als de elektronendonor aangetoond. Verder tZijn protocol aangetoond dat het effectief is om de fasenscheiding structuur besturen via moleculaire lijvige, zonder de conventionele extractie. Deze werkwijze kan voor systemen gebruik van meerdere n-type en p-type halfgeleiders, die slechts in enkele oplosmiddelen ontbinden. We vermelden ook de beperkingen van deze methode. Wij denken dat deze methode alleen bruikbaar in een twee-component systeem. Dit komt doordat deze werkwijze de fasescheiding door belemmeringen zelforganisatie met de grote omvang van een molecuul uit twee soorten moleculen kunnen controleren. Daarom kunnen we niet zeggen dat een drie-ingrediënt dat van toepassing zal zijn. We zullen de toepasbaarheid van deze systemen in de toekomst te onderzoeken. We verwachten dat naast volledig organische zonnecellen, hybride zonnecellen ook populair geworden in de nabije toekomst.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs verklaren dat ze geen concurrerende financiële belangen.
Acknowledgments
Dit werk werd gedeeltelijk ondersteund door JSPS KAKENHI Grant nummer 25871029, de Nippon Sheet Glass Foundation for Materials Science and Engineering, en de Tochigi Industrial Promotion Center. Het National Institute of Technology, Oyama College, ook geholpen met de publicatie kosten van dit artikel.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Ti(IV) isopropoxide, 97% | Sigma Aldrich | 205273 | |
| Ti(IV) ethoxide | Sigma Aldrich | 244759 | Technical grade |
| Ti(IV) butoxide, 97% | Sigma Aldrich | 244112 | Reagent grade |
| Ti(IV) butoxide polymer | Sigma Aldrich | 510718 | |
| Poly[2,7-(9,9-dioctylfluorene)-alt-4,7-bis(thiophen-2-yl)benzo-2,1,3-thiadiazole] (PFO-DBT) | Sigma Aldrich | 754013 | |
| [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester ([60]PCBM) 99.5% | Sigma Aldrich | 684449 | Research grade |
| poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrenesulfonate) (PEDOT-PSS) | Heraeus | Clevios S V3 | |
| 1 N Hydrochloric acid | Wako | 083-01095 | |
| Chlorobenzene 99.0% | Wako | 032-07986 | |
| Acetone 99.5% | Wako | 016-00346 | |
| Indium-tin oxide (ITO)-coated glass substrate | Geomatec | 0002 | 100×100×1.1t (mm) |
| Glass substrate | Matsunami Glass | S7213 | 76×26×1.2t (mm) |
| Cotton tail | As one | 1-8584-16 | |
| Epoxy resin | Nichiban | AR-R30 | |
| Plastic spatula | As one | 2-3956-02 | |
| Ultrasonic cleaner | As one | AS482 | |
| Magnetic hot stirrer | As one | RHS-1DN | |
| Ceramic hotplate | As one | CHP-17DN | |
| Spin coater | Kyowariken | K-359 S1 | |
| Vacuum pump | ULVAC | DA-30S | |
| UV-O3 cleaner | Filgen | UV253E | |
| Screen printer | Mitani Electronics | MEC-2400 | |
| Ultrasonic Soldering system | Kuroda Techno | SUNBONDER USM-5 | |
| Direct-current voltage and current source/monitor integrated system | San-Ei Electric | XES-40S1 | |
| Scanning electron microscope | JEOL Ltd. | JSM-7800 |
References
- 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).
- Liang, Y. Y., et al. For the bright future-Bulk heterojunction polymer solar cells with power conversion efficiency of 7.4%. Adv. Mater. 22, 135-138 (2010).
- Chu, T. -Y., et al. Bulk heterojunction solar cells using thieno[3,4-c]pyrrole-4,6-dione and dithieno[3,2-b:2',3'-d]silole copolymer with a power conversion efficiency of 7.3%. J. Am. Chem. Soc. 133 (12), 4250-4253 (2011).
- Zhou, H., et al. Development of fluorinated benzothiadiazole as a structural unit for a polymer solar cell of 7% efficiency. Angew. Chem. Int. Ed. 50 (13), 2995-2998 (2011).
- Janssen, J. A. R., Nelson, J. Factors limiting device efficiency in organic photovoltaics. Adv. Mater. 25 (13), 1847-1858 (2012).
- Nelson, J. Polymer:fullerene bulk heterojunction solar cells. Mater. Today. 14 (10), 462-470 (2011).
- 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. Nat. Photonics. 6, 591-595 (2012).
- Baena, J. P. C., et al. Highly efficient planar perovskite solar cells through band alignment engineering. Energy Environ. Sci. 8, 2928-2934 (2015).
- Shuttle, G. C., Hamilton, R., O'Regan, B. C., Nelson, J., Durrant, R. J. Charge-density-based analysis of the current-voltage response of polythiophene/fullerene photovoltaic devices. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 16448-16452 (2010).
- Dibb, G. F. A., Kirchartz, T., Credgington, D., Durrant, R. J., Nelson, J. Analysis of the relationship between linearity of corrected photocurrent and the order of recombination in organic solar cells. J. Phys. Chem. Lett. 2 (19), 2407-2411 (2011).
- Maurano, A., et al. Transient optoelectronic analysis of charge carrier losses in a selenophene:fullerene blend solar cell. J. Phys. Chem. C. 115, 5947-5957 (2011).
- Yuan, Y., Michinobu, T., Oguma, J., Kato, T., Miyake, K. Attempted inversion of semiconducting features of platinum polyyne polymers: A new approach for all-polymer solar cells. Macromol. Chem. Phys. 214 (13), 1465-1472 (2013).
- Granström, M., et al. Laminated fabrication of polymeric photovoltaic diodes. Nature. 395, 257-260 (1998).
- Hal, A. P., et al. Photoinduced electron transfer and photovoltaic response of a MDMO-PPV:TiO2 bulk-heterojunction. Adv. Mater. 15 (2), 118-121 (2003).
- Das, K. S., et al. Controlling the processable ZnO and polythiophene interface for dye-densitized thin film organic solar cells. Thin Solid Films. , 302-307 (2013).
- Campoy-Quiles, M., et al. Morphology evolution via self-organization and lateral and vertical diffusion in polymer:fullerene solar cell blends. Nature Materials. 7, 158-164 (2008).
- Schmidt-Hansberg, B., et al. Moving through the phase diagram: morphology formation in solution cast polymer-fullerene blend films for organic solar cells. ACS Nano. 5 (11), 8579-8590 (2011).
- Hou, Q., et al. Novel red-emitting fluorene-based copolymers. J. Mater. Chem. 12, 2887-2892 (2002).
- Zheng, L., et al. Synthesis of C60 derivatives for polymer photovoltaic cell. Synth. Met. 135, 827-828 (2003).
- Svensson, M., et al. High-performance polymer solar cells of an alternating polyfluorene copolymer and a fullerene derivative. Adv. Mater. 15 (12), 988-991 (2003).
- Kato, T., et al. Morphology control for highly efficient organic-inorganic bulk heterojunction solar cell based on Ti-alkoxide. Thin Solid Films. 600, 98-102 (2016).
- Shibata, Y., et al. Quasi-solid dye sensitized solar cells with ionic liquid Increase in efficiencies by specific interaction between conductive polymers and gelators. Chem. Comm. 21, 2730-2731 (2003).
- Wu, J., et al. A thermoplastic gel electrolyte for stable quasi-solid-state dye-sensitized solar cells. Adv. Funct. Mater. 17 (15), 2645-2652 (2007).
- Johansson, J. M. E., et al. Photovoltaic and interfacial properties of heterojunctions containing dye sensitized dense TiO2 and Tri-arylamine derivatives. Chem. Mater. 19 (8), 2017-2078 (2007).
- Echlin, P. Handbook of Sample Preparation for Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis. , Springer US. (2011).
- Flegler, S. L., Heckman, J. W., Klomparens, K. L. Scanning and Transmission Electron Microscopy: An Introduction. , Oxford University Press. UK. (1993).
- Cowan, R. S., Roy, A., Heeger, J. A. Recombination in polymer-fullerene bulk heterojunction solar cells. Phys. Rev. B. 82 (24), 245207 (2010).
- Street, A. R., Cowan, S., Heeger, J. A. Experimental test for geminate recombination applied to organic solar cells. Phys. Rev. B. 82 (12), 121301 (2010).
- Shuttle, G. C., et al. Charge extraction analysis of charge carrier densities in a polythiophene/fullerene solar cell: Analysis of the origin of the device dark current. Appl. Phys. Lett. 93, 183501 (2008).
- Shuttle, G. C., et al. Bimolecular recombination losses in polythiophene: Fullerene solar cells. Phys. Rev. B. 78, 113201 (2008).
- Reyes-Reyes, M., et al. Methanofullerene elongated nanostructure formation for enhanced organic solar-cells. Thin Solid Films. 516 (1), 52-57 (2007).
- Shuttle, G. C., et al. Experimental determination of the rate law for charge carrier decay in a polythiophene: Fullerene solar cell. Appl. Phys. Lett. 92, 093311 (2008).
- Mori, D., Benten, H., Ohkita, H., Ito, S., Miyake, K. Polymer/polymer blend solar cells improved by using high-molecular-weight fluorene-based copolymer as electron acceptor. ACS Appl. Mater. Interfaces. 4 (7), 3325-3329 (2012).
- You, J., et al. A polymer tandem solar cell with 10.6% power conversion efficiency. Nature Commun. 4, 1446 (2013).
