Waiting
Login processing...

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

Engineering

Контроль за Морфология Полностью Printable органо-неорганические Bulk-гетеропереходной солнечных батарей На основе Ti-алкогол и полупроводникового полимера

Published: January 10, 2017 doi: 10.3791/54923

Summary

Способ полностью пригодном для печати фуллерена свободной, высоко воздушных стабильных, солнечных батарей объемной гетеропереходной на основе Ti алкоголятов как акцептор электронов и изготовления полимерной электронодонорности описано здесь. Кроме того, сообщается, способ контроля морфологии светочувствительного слоя через молекулярный громоздкости Ti-алкоксид-единиц.

Introduction

Органические устройства фотоэлектрические рассматриваются перспективные возобновляемые источники энергии из - за их низкой стоимости производства и легкий вес 1-7. Из-за этих преимуществ, большое количество ученых, были погружены в этой многообещающей области. В последнее десятилетие, сенсибилизированных красителем, органических тонкопленочных и солнечных элементов со структурой перовскита-сенсибилизированные достигли значительного прогресса в эффективности преобразования энергии в этой области 8.

В частности, органические тонкопленочные солнечные элементы и органические технологии солнечных элементов тонкопленочных BHJ являются эффективными и экономически эффективные решения для использования солнечной энергии. Кроме того, эффективность преобразования энергии достигает более 10% при использовании низкой запрещенной зоной полимеров в качестве производных донора электронов и фуллерена в качестве акцептора электронов (фенил-C 61 -бутановая-Кислотно-метиловый эфир: [60] PCBM или фенил-C 71 -бутановая-кислотная-метиловый эфир: [70] PCBM) 9-11. Кроме того, некоторые исследователи чпр уже сообщалось о важности структуры BHJ в светочувствительном слое, который сконструирован с низкой запрещенной зоной полимеров и производных фуллерена, чтобы получить высокую общую эффективность. Однако производные фуллерена воздух чувствительны к регистру. Таким образом, воздух-стабильным электроноакцепторные материал необходим в качестве альтернативы. Несколько докладов ранее были предложены новые типы органических фотогальванических элементов, которые используют н-типа полупроводниковых полимеров или оксидов металлов в качестве акцепторов электронов. Эти доклады поддержали разработку воздушных стабильных, фуллерена свободных, органических тонкопленочных солнечных элементов 12-15.

Тем не менее, в отличие от фуллерена систем или п-типа полупроводниковая полимерных систем, получения удовлетворительной работы структуры BHJ в светочувствительном слое, который имеет разделение зарядов и способности переноса заряда трудно в металлооксидных системах 16-17. Кроме того, производные фуллерена и п-типа полупроводниковые полимеры имеют высокую растворимостьво многих растворителях. Таким образом, можно легко контролировать морфологию светочувствительного слоя путем выбора Раствор чернил , в качестве растворителя, который является предшественником светочувствительного слоя 18-20. В отличие от этого, в случае систем алкоксидов металлов, используемые в сочетании с донорной полимера, причем оба полупроводники нерастворимы в почти во всех растворителях. Это происходит потому, что алкоксиды металлов, не имеют высокую растворимость в растворителе. Таким образом, селективность растворителей для контроля морфологии крайне низка.

В этой статье мы приводим способ контроля морфологии светочувствительного слоя с использованием молекулярного громоздкость для изготовления печатных и высоко воздушных стабильных солнечных батарей BHJ. Мы описываем важность контроля морфологии для прогресса фуллерена свободных BHJ солнечных батарей.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Получение индий-олово-оксид (ITO) стекла для солнечных батарей Fabrication

  1. Вырезать ITO / стеклянную подложку.
    1. Используя стеклорез, разрезать ITO / стеклянную подложку (10 см х 10 см) на куски размером примерно 2 см × 2 см.
  2. Химически протравить проводящий слой ITO.
    1. Используя цифровой мультиметр, убедитесь, что в верхней части ITO / кусок стекла имеет проводящую сторону.
    2. Место липкой лентой по обе стороны ИОО / куска стекла, оставляя центральную зону 2 мм × 2 см в середине. С помощью клейкой ленты, защитить остальную часть проводящего слоя ITO от травления.
    3. Налейте несколько капель HCl (1 М) на проводящий слой ITO для удаления проводящего слоя ITO с поверхностью ИТО / кусок стекла. Примерно через 3 мин, вытрите HCl с помощью ватного тампона, а затем удалите клейкую ленту.
  3. Обрабатывайте Ито / кусок стекла.
    1. Поместите ITO / стекло штук ввитринные и заполнить дело с водой.
    2. Поместите стеклянную витрину на водяной бане, которая на две трети воды и придают ультразвуковой очиститель. Затем включите ультразвуковой очистки в течение приблизительно 15 минут, чтобы удалить несколько следов оставшихся на ITO / кусок стекла химического травителя. Промыть эти части в ультразвуковой ванне с водой, ацетон и изопропиловый спирт, соответственно, в течение 15 минут каждый, а затем высушить их в потоке сухого воздуха. Выполните ультразвуковую при частоте колебаний 42 кГц.
    3. Поместите ITO / кусочки стекла внутри ультрафиолетовой-озона (УФ-O 3) очиститель и запустить машину в течение 30 минут.

2. Получение Предшественник раствора для светочувствительного слоя

  1. Растворяют 0,5 мг поли [2,7- (9,9-dioctylfluorene) -alt-4,7-бис (тиофен-2-ил) бензо-2,1,3-тиадиазол] (ПФО-ДВТ) как электрон донора и 1,0 мг Ti-алкоксидом в 1 мл хлорбензола. Выберите следующие Ti-алкоксиды как электронакцепторы: Ti (IV), изопропоксида, этоксид, бутилат, и бутоксид полимер. Затем растворить 0,5 мг PFO-ДВТ и 1,0 мг [60] PCBM в 1 мл хлорбензола в качестве эталона.
    Примечание: Здесь, уровни гомо-LUMO следующие 21. УФП-ДВТ: 5.4-3.53 эВ, Ti (IV) изопропоксида: 7.49-3.86 эВ, этоксид: 7.55-3.90 эВ, бутоксид: 7.53-3.76 эВ, и бутоксид полимер: 7.57-3.83 эВ.
  2. На магнитной мешалкой горячей, нагревают раствор предшественника до 70 ° С при перемешивании его с мешалкой при скорости вращения 700 оборотов в минуту. Делайте это в течение 20 мин при отсутствии света, до тех пор, пока раствор не станет визуально ясно невооруженным глазом. Охлаждают раствор до комнатной температуры, опять же в отсутствии света, для использования в будущем.

3. Изготовление светочувствительного слоя

  1. Депозит пленку методом центрифугирования покрытия.
    1. Нагревают раствор предшественника светочувствительного слоя и ОИО / кусок стекла до 70 ° С. В течение 10 мин, нагревают раствор предшественника на магнитной горячей размешатьRER нагревали до 70 ° C и используют мешалку при скорости вращения 700 оборотов в минуту. Нагреть ИТО / кусок стекла на керамической плитке, нагретой до 70 ° С в течение 5 мин.
    2. Поместите ITO / кусок стекла в центре вакуумной стадии спина нанесения покрытий, нагреть его с помощью тепловой пушки до около 70 ° C, и включите вакуум.
      Примечание: Вакуум создается с помощью вакуумного насоса со скоростью откачки 30 л / мин. Предельное давление вакуумного насоса составляет 26,6 × 10 3 Па.
    3. Налейте несколько капель раствора предшественника светочувствительного слоя на кусок стекла / ITO и начать спиновый для нанесения покрытий на 2,000-6,000 оборотов в минуту в течение 60 с в воздухе.
      Примечание: Объем раствора предшественника составляет 0,5 мл, измеренная с spuit 1-мл.
    4. Сушат поверхность светочувствительного слоя в течение 10 мин при комнатной температуре в атмосфере воздуха в отсутствие света, чтобы получить 50 нм толщиной пленки в качестве светочувствительного слоя.
  2. Удалить лишнюю пленку.
    1. Протрите дополнительный фотoactive слой с поверхности ITO / кусок стекла с помощью ватного тампона, смоченного хлорбензола.
    2. Сушат светочувствительный слой снова в течение 10 мин при комнатной температуре в атмосфере воздуха при отсутствии света.
      Примечание: Температура нашего эксперимента комнате поддерживали при 25 ° C.

4. Изготовление Электрод

  1. Печать органического электрода.
    1. С помощью трафаретной печати, печати органический электрод путем размещения поли (3,4-этилендиокситиофена) -poly (стиролсульфонат) (PEDOT-PSS) на светочувствительном слое 22. Металлическая маска 50 мкм толщиной, и область печати составляет 5 мм × 20 мм.
    2. Сушат органический электрод в течение 30 мин при комнатной температуре в атмосфере воздуха при отсутствии света.

5. Ламинирование для солнечных батарей

  1. Обрежьте стеклянную подложку на куски с размерами 1,5 см × 2,5 см с помощью алмазного резца. распространениеэпоксидной смолы на стеклянную подложку, используя пластиковый шпатель. Поместите стеклянную подложку с эпоксидной смолой на светочувствительном слое, чтобы защитить его.

6. Подготовка для измерения производительности солнечных элементов

  1. Очистите электроды, протирая их ватным тампоном, смоченным ацетоном. Прикрепите опорный электрод на ITO с помощью ультразвуковой системы пайки. Используйте паяльник на частоте 42 кГц и при 230 ° С.

7. Определение эффективности солнечных элементов

  1. Измерьте ток-напряжение (СП) характеристики солнечных элементов с использованием постоянного тока напряжения источника тока монитора интегрированной системы /, с солнечным Имитатор калибруют , чтобы обеспечить имитацию AM1.5G 100 мВт / см 2 с помощью кремниевого фотодиода.
    Примечание: Более подробную информацию об измерении кривых СП может быть найден в другом месте 23, 24.

8. Analyлиз структуры разделения фаз

  1. Подготовка отдельных пленок светочувствительных слоев, построенных с Ti-алкогол и PFO-DBT, используя тот же метод для изготовления солнечных элементов, без органического электрода и без процесса ламинирования.
  2. С помощью оптического микроскопа или сканирующего электронного микроскопа (SEM) для наблюдения морфологии светочувствительного слоя при большом увеличении (50000 ×) для того, чтобы проанализировать структуру фазового разделения.
    Примечание: Более подробную информацию о работе SEM можно найти в другом месте 25, 26.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Мы представили протокол для изготовления полностью пригодные для печатания органо-неорганические BHJ солнечных батарей, а также способ управления структурой фазового разделения. Производительность солнечной ячейки была широко исследована 27-31 , когда Ti (IV) изопропоксида и этоксида были использованы в качестве электронно-приема материалов (рисунок 1). Эти солнечные элементы выставлены плотность тока короткого замыкания (ОНК) , который приблизительно в восемь раз выше , чем у приборов , использующих "Ti (IV) бутоксид полимер" (таблица 1). Полученные морфологию в светочувствительного слоя были достаточными для фото-поколения и наличие свободных носителей и их транспортировки. Другими словами, можно контролировать структуру управления несущей путем выбора объемность Ti-алкогол. Некоторые предыдущие работы показали, что структура фазового разделения для управления несущей в светочувствительном слое BHJсолнечных элементов с использованием производных фуллерена является важным фактором 32-34. Это также важно для органо-неорганические системы, исследованной в данной работе.

Мы можем объяснить связь между оао по управлению несущей и структуру разделения фаз с использованием трех отдельных моделей представлены в таблице 2. Кроме того, мы исследовали структуру фазового разделения с помощью СЭМ и СЭМ изображения были сопоставлены с моделями фазового разделения (рис 2). Когда Ti (IV) бутоксид полимер использовали, поле заряда поколения было недостаточным. Следовательно, это приводит к более низким значением Jsc. То есть, самоорганизация в Ti (IV) бутоксида полимера в первую очередь способствует упаковкой молекулы. Когда "Ti (IV), бутилат" был использован в качестве N-типа полупроводника, фазовые домены были выделены, что недостаточно для переноса заряда свободных носителей, чтобы получить приветЗначение Г.Х. оао. Химическая структура Ti (IV) бутоксид объемнее, чем у Ti (IV) изопропоксида и этоксид. Таким образом, химическая громоздкость Ti (IV) бутоксид чрезмерно препятствовал самоорганизации полупроводникового полимера р-типа. С другой стороны, когда Ti (IV) использовали изопропоксида или этоксид, эти морфологию при условии, хороший баланс между размером доменов и непрерывной фазой с точки зрения генерации заряда, наличие свободных носителей, а также их транспортировки.

Рисунок 1
Рисунок 1: СП характеристики солнечных элементов для различной химической громоздкости Ti алкогол. Эта цифра изменяется от характеристик Reference 21. СП являются коренным образом изменен путем выбора молекулы алкоксида Ti. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы VIEW большую версию этой фигуры.

фигура 2
Рисунок 2: сканирующий электронный микроскоп (SEM) изображения для анализа структуры разделения фаз. Эта цифра изменяется от Reference 21. Морфология светочувствительного слоя получается при большом увеличении (50000 ×). Структуры фазового разделения Ti (IV) изопропоксида или этоксид были приемлемыми и имели адекватную преемственность. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Титана (IV) изопропоксида Титана (IV) этоксида Титана (IV) бутоксид Титана (IV) бутоксид полимер
Оао [мкА / см 2] 191 182 121 25
Voc [V] 0,53 0,61 0,61 0,16
FF 0,31 0,33 0,23 0,18
ОФП [%] 0.031 0.036 0.017 0,0007

Таблица 1: производительность солнечных элементов для различной химической громоздкости Ti-алкоголятов. Эта таблица редактировался Reference 21. СП характеристик солнечных батарей BHJ для каждого Ti-алкоксида показаны на рисунке 1, и соответствующие рабочие параметры приведены в таблице.

Таблица 2
Таблица 2: Представитель фазовое разделениемодели для анализа существующих свободных носителей. Эта таблица редактировался Reference 21. В идеале, морфологией, например, у модели Б, необходимо с точки зрения существования многих свободных носителей.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Для того чтобы использовать громоздкость молекулы в этом методе, важно знать условия для формирования пленки покрытия центрифугированием. Во-первых, р-типа и N-типа полупроводники должны иметь возможность быть растворены в растворителях. Когда какой-нибудь материал остается, он станет большим ядром доменов в светочувствительном слое. Использование адекватного коммерческого фильтра для индивидуальных растворителей рекомендуется для удаления оставшегося материала. Затем раствор предшественника, в котором молекулы растворяться должны быть равномерно и гомогенно напечатаны в качестве светочувствительного слоя на ИТО / стеклянной подложке примерно через 60 с. Этот процесс выполняется с помощью следующих трех шагов. Во-первых, раствор предшественника и ОИО / стеклянная подложка поддерживают при температуре около 70 ° C. Во-вторых, субстрат быстро устанавливается на этапе спинового нанесения покрытий. И, наконец, несколько капель раствора предшественника наливают и распространяется на поверхности подложки, как тольконасколько это возможно, и спина нанесения покрытий стремительно начал. Нагретая подложка предотвращает быстрое снижение температуры раствора предшественника на ИТО / стеклянной подложке. Этот метод управляет эдуктов из раствора предшественника путем быстрого термического изменения. Эффект раствора нагретого предшественника способствует гладкой распространение на подложке, в связи с уменьшением вязкости, и способствует формированию равномерно плоской тонкой пленки. Кроме того, процесс спин-покрытия осуществляется вскрыты крышкой. Это способствует испарению растворителей из подложки в процессе 60-х ~.

В случае возникновения проблем при использовании вышеупомянутого метода из-за экспериментальных и оборудования условий, рекомендуются следующие методы. Если нагретый субстрат не может двигаться на сцене спинового устройства для нанесения покрытия, подложка может быть нагрета с помощью тепловой пушки непосредственно перед использованием. Кроме того, если требуется больше времени, чтобы отказаться от раствора предшественника, отопление тон предшественник решение рекомендуется приблизительно 75-80 ° C.

Кроме того, структура фазового разделения и размер фазового домена будет отличаться в зависимости от выбранного отдельного донора электронов. При выборе донора электронов, за исключением того, PFO-ДВТ, изменение в п соотношении р / и смесь двух Ti-алкоголятов с различными громоздкости как акцептор электронов являются полезными методы получения подходящей структуры фазового разделения. Наш способ управления структурой фазового разделения отличается от обычного способа растворителя 18-20, 33. Таким образом, наш метод может быть модифицирован для доноров и акцепторов электронов, которые имеют растворимость в только несколько ограниченных растворителей.

Наконец, мы продемонстрировали способ изготовления полностью пригодном для печати фуллерена свободных, солнечных батарей объемной гетеропереходной на основе использования Ti-алкоксидов в качестве акцептора электронов и полупроводникового полимера в качестве донора электронов. Кроме того, тего протокол показал, что оно эффективно управлять структурой фазового разделения с помощью молекулярного громоздкость, без использования обычного способа растворителя. Этот метод может быть применим к системам с использованием нескольких N-типа и полупроводники р-типа, которые только развести в нескольких растворителях. Отметим также ограниченность этого метода. Мы считаем, что этот метод полезен лишь в двух ингредиентов системы. Это происходит потому, что этот метод может контролировать разделение фаз, препятствуя самоорганизации, используя громоздкость одной молекулы из двух видов молекул. Таким образом, мы не можем сказать, что система из трех компонент будет применяться. Мы будем исследовать вопрос о применимости к этим системам в будущем. Мы ожидаем, что, в дополнение к полностью органические солнечные батареи, гибридные солнечные батареи также станут популярными в ближайшем будущем.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих финансовых интересов.

Acknowledgments

Эта работа была частично поддержана JSPS KAKENHI Grant Номер 25871029, в Nippon Sheet Glass Foundation для материаловедения и инженерии, а также промышленного Центра содействия Точиги. Национальный технологический институт, Ояма колледж, также помогал стоимость публикации этой статьи.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  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. For the bright future-Bulk heterojunction polymer solar cells with power conversion efficiency of 7.4%. Adv. Mater. 22, 135-138 (2010).
  3. 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).
  4. 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).
  5. Janssen, J. A. R., Nelson, J. Factors limiting device efficiency in organic photovoltaics. Adv. Mater. 25 (13), 1847-1858 (2012).
  6. Nelson, J. Polymer:fullerene bulk heterojunction solar cells. Mater. Today. 14 (10), 462-470 (2011).
  7. 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).
  8. Baena, J. P. C., et al. Highly efficient planar perovskite solar cells through band alignment engineering. Energy Environ. Sci. 8, 2928-2934 (2015).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. Granström, M., et al. Laminated fabrication of polymeric photovoltaic diodes. Nature. 395, 257-260 (1998).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. Hou, Q., et al. Novel red-emitting fluorene-based copolymers. J. Mater. Chem. 12, 2887-2892 (2002).
  19. Zheng, L., et al. Synthesis of C60 derivatives for polymer photovoltaic cell. Synth. Met. 135, 827-828 (2003).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. 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).
  24. 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).
  25. Echlin, P. Handbook of Sample Preparation for Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis. , Springer US. (2011).
  26. Flegler, S. L., Heckman, J. W., Klomparens, K. L. Scanning and Transmission Electron Microscopy: An Introduction. , Oxford University Press. UK. (1993).
  27. Cowan, R. S., Roy, A., Heeger, J. A. Recombination in polymer-fullerene bulk heterojunction solar cells. Phys. Rev. B. 82 (24), 245207 (2010).
  28. 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).
  29. 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).
  30. Shuttle, G. C., et al. Bimolecular recombination losses in polythiophene: Fullerene solar cells. Phys. Rev. B. 78, 113201 (2008).
  31. Reyes-Reyes, M., et al. Methanofullerene elongated nanostructure formation for enhanced organic solar-cells. Thin Solid Films. 516 (1), 52-57 (2007).
  32. 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).
  33. 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).
  34. You, J., et al. A polymer tandem solar cell with 10.6% power conversion efficiency. Nature Commun. 4, 1446 (2013).

Tags

Инженерная выпуск 119 полностью пригодные для печатания солнечные батареи навалочных-Гетеропереходом фотоэлемент органо-неорганические гибридные фотоэлемент тонкопленочных солнечных элементов Ti-алкоксид акцептором электронов разделение фаз
Контроль за Морфология Полностью Printable органо-неорганические Bulk-гетеропереходной солнечных батарей На основе Ti-алкогол и полупроводникового полимера
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Kato, T., Oinuma, C., Otsuka, M.,More

Kato, T., Oinuma, C., Otsuka, M., Hagiwara, N. Morphology Control for Fully Printable Organic–Inorganic Bulk-heterojunction Solar Cells Based on a Ti-alkoxide and Semiconducting Polymer. J. Vis. Exp. (119), e54923, doi:10.3791/54923 (2017).

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