Waiting
Login processing...

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

Engineering

Хорошо выровнены вертикально ориентированных ZnO Nanorod массивы и их применение в Перевернутый малые молекулы солнечных батарей

Published: April 25, 2018 doi: 10.3791/56149

Summary

Эта рукопись описывает способы проектирования и изготовления эффективной Перевернутый SMPV1:PC71BM солнечных батарей с ZnO наностержни (NRs) вырос на слое семян Аль легированных ZnO (Азо) высокого качества. Хорошо выровненные вертикально ориентированные ZnO ЯРБ экспонат высокие кристаллических свойства. Эффективность преобразования энергии солнечных элементов может достигать 6,01%.

Abstract

Эта рукопись описывает способы проектирования и изготовления эффективной Перевернутый солнечных батарей, которые основаны на двумерной конъюгированных малых молекул (SMPV1) и [6,6] - фенил - C71-масляной кислоты метилового эфира (PC71BM), используя наностержни ZnO (NRs) вырос на слое семян Аль легированных ZnO (Азо) высокого качества. Перевернутый SMPV1:PC71BM солнечных батарей с ZnO рупий, который вырос на распыленных и золь гель слой обработанных семян Азо изготовлены. По сравнению с Азо тонкой пленки, подготовленный золь гель методом, распыленных Азо тонкопленочных экспонатов лучше кристаллизации и Нижняя шероховатость поверхности, по данным рентгеновской дифракции (XRD) и атомно-силового микроскопа (AFM) измерений. Ориентация ЯРБ ZnO, выращенных на слое распыленных Азо семян показывает более вертикальное выравнивание, которая выгодна для осаждения последующих активного слоя, образуя лучше поверхности морфологии. Как правило поверхности морфологии активного слоя основном доминирует коэффициент заполнения (FF) устройств. Следовательно, хорошо выровненные ЯРБ ZnO может использоваться для улучшения сбора перевозчика активного слоя и увеличить FF солнечных батарей. Кроме того, как структура антибликовое также могут быть использованы для повышения света уборки поглощения слой, с эффективности преобразования энергии (PCE) солнечных батарей, достигнув 6,01%, выше, чем золь гель на основе солнечных батарей с эффективностью 4.74 %.

Introduction

Органические Фотоэлектрические устройства (ОПВ) недавно прошли замечательные достижения в области применения возобновляемых источников энергии. Такие органические устройства имеют много преимуществ, включая процесс решения совместимости, низкая стоимость, легкий вес, гибкость, и т.д.1,2,3,4,5 до сих пор, используя конъюгированные полимеры, смешивается с PC71BM6были разработаны полимерные солнечные (Чок) с ПХЭ более чем на 10%. По сравнению с полимерной основе Чок, малые молекулы на основе владения (SM-владения) привлекли больше внимания когда дело доходит до изготовления владения за счет их несколько различных преимуществ, включая четко определенных химических структур, снисходительный синтеза и очищение, и как правило выше холостого напряжение (Voc)7,8,9. В настоящее время структура 2-D конъюгированных малые молекулы SMPV1 (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) с БРЭ-T (бензо [1,2-b:4, 5-б '] dithiophene) как основного подразделения и 3-octylrodanine как электрон снятия конец группа10 был разработан и используется в смеси с PC71BM для перспективных устойчивого применения владения. PCE обычных малые молекулы солнечных батарей (SM-владения) на основе SMPV1 смешивается с PC71BM достиг более чем 8,0%10,11.

В прошлом PSC может укрепить и оптимизированы просто регулируя толщину активного слоя. Однако в отличие от Чок, SM-владения в целом имеют длины диффузии, который значительно ограничивает толщина активного слоя. Следовательно для дальнейшего увеличения короткий плотности тока (scJ) из SM-владения, используя нано структуры12 или ЯРБ9 для улучшения оптического поглощения SM-владения стало необходимым.

Среди этих методов антибликовое ЯРБ структура обычно эффективна для легкой уборки активного слоя в широком диапазоне длин волн; Таким образом зная, как вырастить хорошо выровнены вертикально ориентированных оксид цинка (ZnO) ЯРБ весьма критически. Шероховатость поверхности семян слой ниже слоя ZnO ЯРБ имеет большое влияние на ориентацию NR массивов; Таким образом чтобы депозит четко ориентированной НСП, кристаллизации семян слоя должна быть точно контролируемых9.

В этой работе Азо фильмы готовятся theRadio частота (RF) распыления технику. По сравнению с другими методами, распыления РФ как известно что эффективная технология, которая может передаваться в промышленности для его надежной осаждения техника, которая позволяет синтеза высокой чистоты, единообразных, гладкая и самодостаточной Азо тонких пленок расти над большой площади подложки. Используя РФ распыление осаждения позволяет формировать Азо фильмов высокого качества, которые демонстрируют высокие кристаллизации с снижение шероховатости поверхности. Таким образом, в слое последующего роста, ориентации НСП высоко выровняны, тем более, когда по сравнению с пленок ZnO, подготовленный золь гель методом. Используя эту технику, PCE Перевернутый малые молекулы солнечные батареи, основанные на хорошо выровнены вертикально ориентированных массивы ZnO NR может достигать 6,01%.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. рост Азо распыленных семян слоя на подложке ITO

  1. Палку 4 штуки антикоррозионные ленты (0,3 x 1,5 см) на одной стороне Индий оксид олова (ITO) субстрата в форме квадрата (1,5 х 1,5 см). Положите Ито в соляной кислоты за 15 мин до etch подвергаются области Ито.
  2. Удалите ленту и очистить образца с помощью sonicator; sonicate с дейонизированной воды (DI), ацетон, этанола и изопропиловый спирт в свою очередь за 30 мин. Укладка феном узорной Ито с ружьем сжатым азотом.
  3. Прикрепите уборка узорной Ито субстратов на субстрат держатель, ленты и загрузить держателя в основной камеры напыления системы РФ. Насос давления в камере для ниже 4 x 10-6 Торр через механические и диффузионного насоса для обеспечения экологической чистоты.
  4. Вставить чистый Аргон газ (скорость потока: 30 sccm) в основной камере и управления насоса для поддержания давления палаты на 1 mtorr.
  5. Подготовка слоев Азо семян, с помощью распыления метод, основанный на сообщил метод13РФ (13,56 МГц). Круговой 2 в измерение AZO использовать керамические целевой (2 wt % Al2O3 в ЗНО) депонировать их на предварительно очищенный субстраты стекла ITO. Держите целевой субстрат расстояние 10 см.
  6. Поддерживать рабочее давление в 1 mtorr и мощности 40 Вт во время осаждения. Контроль температуры субстрата при комнатной температуре. Установите прикладные предвзятости DC и скорость осаждения до 187 V и 4 Нм/мин, соответственно на хранение Азо тонкой пленки. Толщина слоя Азо семян должны контролироваться на 40 Нм, основанный на мониторе Толщина кристалла кварца.
  7. После того, как образец охлаждается до 30 ° C в камере, выключите насос и вставьте основной камеры газ азот, до тех пор, пока Камера может быть открыт. Удалите образец из держателя субстрата.

2. рост золь гель обработаны ZnO семян слой на подложке ITO

  1. Денежный депозит ZnO семян слой на узорной подложке ITO спин золь гель, покрытие методом14. Ацетат цинка дигидрат, 2-methoxethanol и моноэтаноламина (MEA) используются как начальные материалы, растворитель и стабилизатор, соответственно.
    1. Растворите дигидрат ацетат цинка (4.39 g) в смеси 2-methoxethanol (40 мл) и МПС (1.22 g) для получения концентрации цинка ацетата 0,5 М.
    2. Перемешайте полученную смесь при 60 ° C на 2 ч. Пусть соль сидеть за 12 h сформировать четкую и транспарентную однородный раствор.
    3. Депозит ZnO семян слоя на очищаемой Ито узорной стеклянные подложки с помощью метода покрытия спина. Добавить 0,1 мл раствора золь гель на подложку и вращаться при 3000 об/мин за 30 сек с использованием coater спин.
    4. После отжима покрытия сухие фильм на 200 ° C за 30 минут на горячей плите чтобы растворитель испаряется и удаления органических остатков. Толщина слоя ZnO семя должно быть около 40 nm14.

3. рост ZnO NR массива на слое семян

  1. Растут ZnO NR массив с помощью метода гидротермальных.
    1. Mix 1,49 g Цинк азотнокислый гексагидрат (Zn (№3)2·6H2O) и Гексаметилентетрамин (HMT) (C6H12N4) 0,7 г в 100 мл ди воды. Перемешайте полученную смесь при комнатной температуре за 30 мин.
    2. Прикрепите стороне Ито Азо распыленных семян слоя с образцами ZnO золь гель на обложке стекла с помощью липкой ленты. Поместите образцы в 50 мл полипропиленовые Конические трубки заполнены с 50 мл раствора Zn (№3)2·6H2O и HMT.
    3. Во время роста тепло полипропиленовые Конические трубки положить его горизонтально в лабораторные печи с образцами спин покрытием, вниз и поддержания температуры при 90 ° C 90 мин.
    4. В конце периода роста удаление подложек из решения и немедленно промойте поверхности образца с ди воды и этанола (внутри две мыть бутылки) в свою очередь за 1 мин каждая, чтобы удалить остаточные соли с поверхности. Сушка образца с помощью сжатого азота пистолет и выпекать на горячей плите при 250 ° C на 10 мин.

4. Изготовление и измерение Перевернутый малые молекулы солнечных батарей

  1. Загрузите ITO подложке с ZnO NR массива на спин coater в бардачком. Смешать 1 мл толуола, содержащий 15 мг SMPV1 и 11,25 мг PC71BM. добавить 0,1 мл раствора, спина образца при 2000 об/мин для 40 s с помощью спин coater и обжигают при 60 ° C на 2 мин.
  2. После процесса отжига место субстрата в систему термическое испарение. Насос вакуумной камеры, сначала с помощью механического насоса до тех пор, пока давление достигает 4 x 10-2 Торр, затем переключиться на turbo насос сделать окружающего давления < 4 x 10-6 Торр.
  3. Депозит MoO3 слоя со скоростью осаждения 0,1 нм/с нагреванием MoO3 порошок в резистивной молибдена лодки с Z-коэффициент 1,0 и входной ток 105 A. депозит Ag слой 0,5 нм/с со скоростью осаждения на Отопление Серебряный слиток в резистивной t ungsten катер с Z-соотношение 0.529 и входной ток 190 а. Система должна включать монитор скорость испарения кристалл кварца для контроля процесса испарения. Толщина MoO3 и Ag слои должны контролироваться быть 5 и 150 Нм, соответственно основанные на мониторе Толщина кристалла кварца.
  4. После того, как образец охлаждается до 30 ° C в камере, выключите насос и вставьте газ азот в камере до тех пор, пока Камера может быть открыт. Удалить образец из держателя субстрата и загрузки образца в бардачком.
  5. Откройте симулятор Солнечной системы и ждать 20 минут, пока источник света системы является стабильной. Освещают выборку на 100 МВт/см2 от солнечного симулятор, с использованием воздушной массы 1,5 глобальной (AM 1.5G) фильтр. Одновременно Используйте анализатор подмести устройство от -1 V + 1 V для получения14,кривой плотности тока высоковольтные (J-V)15.

5. характеристика методов

  1. Выполните измерение дифракции рентгеновских лучей16 с Cu Kα источником для изучения структур ZnO НСП, на слое Азо распыленных семян и семян слой ZnO золь гель обработаны. Скорость сканирования должно быть 1 ° / мин, и диапазон сканирования должен быть 10-90 ° (2θ).
  2. Характеризуют поверхности морфологии и поперечного сечения изображения образцов на Автоэмиссионные сканирование электронной микроскопии17 , установив рабочее напряжение 10 кв.
  3. Получить микро фотолюминесценции (PL) спектров всех образцов с помощью 325 Нм CW он-Cd лазера (20 МВт) как источник возбуждения с 2400 мм пазами решетки обратного рассеяния геометрии. AllPL измерения18 должны быть выполнены при комнатной температуре.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Слоистую структуру устройства состоял из ITO подложке/AZO (40 Нм) / ZnO ЯРБ слой, SMPV1:PC71BM (80 Нм) / MoO3 (5 Нм) /Ag (150 Нм) как показано на рисунке 1. В целом уровень семян AZO или ZnO широко используется функционировать как электрон транспортный уровень (ETL) в устройствах Чок. Помимо Чок SM-владения, как правило, имеют меньше активного слоя, ограничивается короче длины диффузии8. Следовательно для дальнейшего улучшения светособирающего возможности устройств, ZnO ЯРБ слой вводится вырастись на слое семян, работать как антибликовое слой для расширения коллекции падающего света, а для увеличения области интерфейса для перевозчика Коллекция на же время12,14.

Поверхности морфологии и шероховатости семян слоя оказывают значительное влияние на ориентацию NR массивов. Рисунок 2a и Рисунок 2b areAFM изображения слоя семян на основе метод распыления и золь гель методом, соответственно. Поверхности морфологии золь гель обработаны семена слоя может быть выше шероховатости видели не только выставки, но и сформировать шаблон естественный хребта. В результате ориентация NR массивов, выращенных на слое золь гель обработаны будет гораздо грубее, чем слои, выращенных методом распыления. Рисунок 2 c и 2d фигура показывают сканирующего электронного микроскопа (SEM) изображения NR массивов, выращенных на распыленных семян слой и слой семенной золь гель обработаны соответственно. Очевидно ориентация NR массивов, выращенных на слое распыленных Азо может наблюдаться лучше, чем те, которые выросли на слое ZnO золь гель обработаны.

В дополнение к SEM изображения для дальнейшей оценки ориентации NR массивов, анализ XRD (рис. 3) используется для идентификации ориентацию и кристаллизации NR массивов. По сравнению с Дифракционные спектры НСП, выращенных на слой семенной золь гель обработаны, спектры NR массивов, основанный на слое распыленных семян показывают относительно сильнее пик 34.5 °, указав, что не только направление, но и кристаллизации ZnO NR массивов i s на слое распыленных чем на слое процесс золь гель лучше.

А также измерение XRD слоя семян также измеряются µ-PL спектры ЯРБ. Рисунок 4 показывает PL спектры NR массивов осаждения различными методами. Пик выбросов на 385 Нм происходит от экситонных рекомбинации19. С другой стороны зеленый выбросов спектров приходит от кислорода вакансий (внутренние дефекты), опять же, подразумевая, что качество фильма распыленных слой лучше чем качество фильма, сформированное золь гель методом. Можно заметить, что спектры PL ZnO НСП на распыленных AZO показывает значительно слабее пик на 385 Нм, по сравнению с ZnO НСП на ЗНО золь гель. Это значительный PL закалки происходит в массиве ZnO NR на слое распыленных Азо семян, подразумевая, что Азо семян слой содержит лучше экситон диссоциации и заряд возможность разделения чем ZnO золь гель семян слоя. Результаты показывают, что, как представляется, Азо/ZnO ЯРБ слой на основе процесса распыления слой лучше переноса электронов чем основанные на процесс решения.

Рисунок 5 показывает J-V характеристики устройств с слоем распыленных Азо семян и золь гель обработаны ZnO семян слоя. Короткого замыкания текущего Jsc, напряжение В разомкнутой цепиoc, FF и PCE может быть производным от J-V кривых. Устройства с распыленных семена слоем exhibit Jsc 11,96 мА/см2, Voc 0,87 V, FF 57,8% и PCE 6,01%, что лучше, чем золь гель обработаны солнечных батарей с Jsc 10.01 мА/см2, Voc 0,88 V , FF 53,8%, и PCE 4.74%.

Таблица 1 показывает производительность устройств с слоями различных семян. Используя слой распыленных семян, хорошо выровнены вертикально ориентированных ZnO NR ETL могут быть сформированы, и тем самым не только поглощение, но и эффективность сбора перевозчика может быть повышена. В результате по сравнению с устройствами золь гель обработаны, устройства с распыленных семена слоем exhibit высокое значение Jsc (11,96 мА/см2) и лучше значение FF (57,8%), как показано в таблице 1.

Figure 1
Рисунок 1: схема структуры солнечных батарей Перевернутый малые молекулы. Слоистую структуру устройства состоял из ITO подложке/AZO (40 Нм) / ZnO ЯРБ слой, SMPV1:PC71BM (80 Нм) / MoO3 (5 Нм) /Ag (150 Нм). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 2
Рисунок 2: AFM и SEM изображения массива ZnO NR. АСМ изображения массива ZnO NR, выращенных на () слой распыленных Азо семян и (b) золь гель обработаны ZnO семян слой; SEM Топ Просмотр изображений ZnO NR массива, выращенных на (c) слой распыленных Азо семян и (d) золь гель обработаны ZnO семян слой. Поверхности морфологии и шероховатости ZnO ЯРБ слоя можно наблюдать через AFM и SEM изображения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 3
Рисунок 3: Дифракционные спектры массива ZnO NR. Шаблон XRD ZnO NR массива, выращенных на распыленных Азо семян слой и слой семенной ZnO золь гель обработаны. Дифракционные спектры может быть идентифицирован по ориентации и кристаллизации НСП. ZnO NR массив, выращенных на слои различных семян экспонатов почти ту же ориентацию (002). Сила (002) пик для перенаправления на слое распыленных Азо семян сильнее, чем что на ЗНО золь гель обработаны семена слой, показывая, что ZnO НСП на слое распыленных Азо семян exhibits более вертикальную ориентацию вдоль оси (002). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 4
Рисунок 4: PL спектры Азо и ZnO семян слоя. PL спектры распыленных Азо семян слой и слой семенной ZnO золь гель обработаны. Дефекты и экситон диссоциации возможность перенаправления может оцениваться по спектрам пл. Пик выбросов на 385 Нм исходит от экситонных рекомбинации и зеленый выбросов спектров приходит от кислорода вакансии ZnO NR массива. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 5
Рисунок 5: J-V Кривая устройств с слоями различных семян. J-V характеристик устройств под освещение с распыленных Азо семян слой и золь гель обработаны ZnO семян слой. Производительность солнечных батарей может быть производным от J-V кривых14. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Устройства Voc (V) Jsc (мА/см2) FF (%) PCE(%)
Распыление семян слой 0.87 11.96 57,8 6.01
Золь гель обработаны семена слой 0.88 10.01 53,8 4.74

Таблица 1: производительность устройств с разными семян слоями. Краткая информация о производительности устройств производный от кривых J-V, включая ток короткого замыкания, открытое цепи напряжения, коэффициента заполнения и эффективности преобразования энергии

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Используя ЯРБ прослойка, Jsc и FF устройств может быть улучшено. Однако шероховатость поверхности ЯРБ будет также влияют на последующие процессы. Таким образом следует тщательно манипулируют ориентацию и поверхности морфологии НСП. Для долгое время золь гель обработаны ETL, такие как TiO2 и ZnO широко использовались в Чок благодаря их простой процедуры. Однако кристаллизации золь гель обработаны слоев, как правило, аморфный тип, и поверхности морфология слоев грубо в большинстве случаев. Таким образом в этом исследовании, точно контролировать фильм качество семян слой, слой распыленных семян был выбран для заменить слой семенной золь гель обработаны. NRs ZnO, выращенных на слое распыленных Азо семян также показывают более вертикальное выравнивание, которая выгодна для последующих процессов. Отмечается, что в конце процесса роста НСП, остаточная прекурсоров растворителя на НСП должен быть удален, и таким образом образца должна выпекаться на горячей плите чтобы убедиться, что остаточный растворитель полностью высыхает. Кроме того чтобы избежать отжига эффекта изменения морфологии поверхности, температура сушки устанавливается на 250 ° C, которая находится ниже температуры рекристаллизации ЗНО.

В общем транспортный уровень устройств ОПВ доминирует перевозчик сбора и транспортировки солнечных батарей. В результате улучшение подвижности слои транспорта является весьма критически9. В отличие от фильма золь гель обработаны путем регулировки мощности, температуры осаждения и допинг концентрация Азо целевой, распыленных Азо семян слой пленки может поддерживать высокий кристаллизации и высокая подвижность.

Даже в различных средах или условия этого процесса изготовления он по-прежнему легко повторить результаты эксперимента. До тех пор, как фильм качество семян слоя хорошо контролируется, хорошо выровнены вертикально ориентированных ZnO NR массива можно легко получить.

Хотя массив ZnO NR показывает большой потенциал в качестве ETL в владения, лист сопротивление массива NR ЗНО по-прежнему высока. Таким образом ZnO NR массивы не могут заменить Ито и должны быть совместимы с Ито или другие прозрачные электроды во время приложения.

Помимо функционирования в качестве ETL в SM-владения, хорошо выровнены вертикально ориентированных ZnO NR массивы также может работать как антибликовое слоя в органических светоизлучающих диодов (OLED) для увеличения светового излучения20. Кроме того для освещения приложений, она может функционировать в качестве донора для перекомбинировать с отверстиями для испускания света определенной длины волны21. Следовательно, мы считаем, что высокое качество распыленных AZO фильм и хорошо выровнены вертикально ориентированных ZnO NR массивы будут играть важную роль в индустрии оптоэлектроника в будущем.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы заявляют, что они не имеют никаких финансовых интересов.

Acknowledgments

Авторы хотели бы поблагодарить Национальный совет науки Китая за финансовую поддержку этого исследования по контракту № Большинство 106-2221-E-239-035 и большинство 106-2119-M-033-00.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
AZO target Ultimate Materials Technology Co., Ltd. none AZO (2 wt% Al2O3 in ZnO) , 3”ψx 3mmt
+ 3mmt Cu B/P + Bonding
SMPV1 Luminescence Technology Corp. 1651168-29-4 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
RF sputtering system Kao Duen Technology Co., Ltd none http://www.kaoduen.com.tw/index.php?action=product
Zinc Acetate Dihydrate J. T. Baker 5970456 4.39 g
Monoethanolamine J. T. Baker 141435 1.22 g
2-methoxyethanol Sigma-Aldrich 109864 40 mL
Zinc Nitrate Hexahydrate J. T. Baker 10196186 1.49 g
Hexamethylenetetramine Sigma-Aldrich 100-97-0 0.7 g
Indium tin oxide (ITO) RiTdisplay none coated glass substrates (<10 Ω sq–1)
AFM Veeco Innova SPM
SEM FEI Nova 200 NanoSEM operation voltage: 10 kV
XRD Bruker D8 X-ray diffractometer 2θ range: 10–90 °; step size: 0.008 °
PL Horiba Jobin-Yvon HR800 excitation source: 325 nm UV Laser 20 mW
solar simulator Newport 91192A AM 1.5G
Precision Semiconductor Parameter Analyzer Keysight Technologies Agilent 4156C sweep from -1 to +1 V
toluene Sigma-Aldrich 108-88-3 1 mL
PC71BM Sigma-Aldrich 609771-63-3 11.25 mg
Thermal evaporation system Kao Duen Technology Co., Ltd Kao Duen PVD System http://www.kaoduen.com.tw/index.php?action=product
HCl Sigma-Aldrich 7647-01-0
MoO3 Alfa Aesar 1313-27-5 99.50%
silver ingot ADMAT Inc. none 100.00%
Thin Film Deposition Controller INFICON XTC
anti-corrosion tape (Polyimide Film) 3M Taiwan Corporation none http://solutions.3m.com.tw/wps/portal/3M/zh_TW/InsulatingTape/home/product/Polyimide/
spin-coater Chemat Technology, Inc KW-4A http://www.chemat.com/chematscientific/KW-4A.aspx

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Dou, L., et al. Tandem polymer solar cells featuring a spectrally matched low-bandgap polymer. Nat. Photonics. 6 (3), 180-185 (2012).
  2. You, J., et al. Metal Oxide Nanoparticles as an Electron-Transport Layer in High Performance and Stable Inverted Polymer Solar Cells. Adv. Mater. 24 (38), 5267-5272 (2012).
  3. Dou, L., et al. Systematic Investigation of Benzodithiophene- and Diketopyrrolopyrrole-Based Low-Bandgap Polymers Designed for Single Junction and Tandem Polymer Solar Cells. J. Am. Chem. Soc. 134 (24), 10071-10079 (2012).
  4. Li, G., Zhu, R., Yang, Y. Polymer solar cells. Nat. Photonics. 6 (3), 153-161 (2012).
  5. You, J., et al. A polymer tandem solar cell with 10.6% power conversion efficiency. Nat. Commun. 4, 1446 (2013).
  6. Chen, J. D., et al. Single-Junction Polymer Solar Cells Exceeding 10% Power Conversion Efficiency. Adv. Mater. 27 (6), 1035-1041 (2015).
  7. Zhang, H., et al. Developing high-performance small molecule organic solar cells via a large planar structure and an electron-withdrawing central unit. Chem. Commun. 53, 451-454 (2017).
  8. Zhou, H., et al. Conductive Conjugated Polyelectrolyte as Hole-Transporting Layer for Organic Bulk Heterojunction Solar Cells. Adv. Mater. 26 (5), 780-785 (2014).
  9. Lin, M. Y., et al. Enhance the light-harvesting capability of the ITO-free inverted small molecule solar cell by ZnO nanorods. Opt. Express. 24 (16), 17910-17915 (2016).
  10. Liu, Y., et al. Solution-processed small-molecule solar cells: breaking the 10% power conversion efficiency. Sci. Rep. 3, 3356 (2013).
  11. Farahat, M. E., et al. Toward environmentally compatible molecular solar cells processed from halogen-free solvents. J. Mater. Chem. A Mater. Energy Sustain. 4 (19), 7341-7351 (2016).
  12. Lin, M. Y., et al. Plasmonic ITO-free polymer solar cell. Opt. Express. 22 (S2), A438-A445 (2014).
  13. Donato, A., et al. RF sputtered ZnO-ITO films for high temperature CO sensors. Thin Solid Films. 517 (22), 6184-6187 (2009).
  14. Lin, M. Y., et al. Sol-gel processed CuOx thin film as an anode interlayer for inverted polymer solar cells. Org. Electron. 11 (11), 1828-1834 (2010).
  15. Vandewal, K., et al. On the origin of the open-circuit voltage of polymer-fullerene solar cells. Nat. Mater. 8, 904-909 (2009).
  16. Sharma, R., et al. X-ray diffraction: a powerful method of characterizing nanomaterials. Recent Research in Science and Technology. 4 (8), 77-79 (2012).
  17. Huggett, J. M., Shaw, H. F. Field emission scanning electron microscopy a high-resolution technique for the study of clay minerals in sediments. Clay Miner. 32, 197-203 (1997).
  18. Lou, S., et al. Laser beam homogenizing system design for photoluminescence. Appl. Opt. 53 (21), 4637-4644 (2014).
  19. Huang, J. S., Lin, C. F. Influences of ZnO sol-gel thin film characteristics on ZnO nanowire arrays prepared at low temperature using all solution-based processing. J. Appl. Phys. 103, 014304 (2008).
  20. Leung, S. F., et al. Light Management with Nanostructures for Optoelectronic Devices. J. Phys. Chem. Lett. 5, 1479-1495 (2014).
  21. Lee, C. Y., et al. White-light electroluminescence from ZnO nanorods/polyfluorene by solution-based growth. Nanotechology. 20 (42), (2009).

Tags

Машиностроение выпуск 134 ZnO nanorod массивов Азо ZnO малые молекулы Перевернутый солнечных батарей золь гель распыленных
Хорошо выровнены вертикально ориентированных ZnO Nanorod массивы и их применение в Перевернутый малые молекулы солнечных батарей
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Lin, M. Y., Wu, S. H., Hsiao, L. J., More

Lin, M. Y., Wu, S. H., Hsiao, L. J., Budiawan, W., Chen, S. L., Tu, W. C., Lee, C. Y., Chang, Y. C., Chu, C. W. Well-aligned Vertically Oriented ZnO Nanorod Arrays and their Application in Inverted Small Molecule Solar Cells. J. Vis. Exp. (134), e56149, doi:10.3791/56149 (2018).

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