Name: Ti-alkoksit ve Yarıiletken Polimer dayanarak Tamamen Yazdırılabilir Organik-İnorganik Toplu heteroeklem Güneş Pilleri için Morfoloji Kontrolü (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-01-10T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 29 s
Description: Öğrenin, hacimli titanyum alkoksitleri kullanarak tamamen yazdırılabilir, fullerensiz toplu heteroeklem güneş pilleri üretme yöntemini. Bu teknik, fotoaktif tabakanın morfolojisini kontrol ederek güneş hücresi verimliliğini artırır.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Bu çalışma kısmen JSPS KAKENHI Grant Numarası 25871029, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Nippon Sheet Glass Vakfı ve Tochigi Sanayi Geliştirme Etüd Merkezi tarafından desteklenmiştir. Ulusal Teknoloji Enstitüsü, Oyama Koleji, aynı zamanda bu makalenin yayın maliyetleri ile yardımcı oldu.

Güneş Pili İmalatı için İndiyum-kalay-oksit (İTO) Cam 1. Hazırlık <ol><li> İTO / cam alt tabakayı kesin. <ol><li> Cam kesici kullanarak, yaklaşık olarak 2 cm x 2 cm boyutunda parçalar halinde İTO / cam alt-tabakanın (10 cm x 10 cm) kesim. </li></ol></li><li> Kimyasal İTO iletken tabakayı etch. <ol><li> Dijital multimetre kullanarak, İTO / cam parçasının üst iletken tarafı var olmadığını kontrol edin. </li><li> orta 2 mm x 2 cm merkezi bir alan bırakarak, İTO / cam parçanın her iki tarafında maskeleme bandı yerleştirin. maskeleme bandı kullanarak, gravür ITO iletken katmanın geri kalanı korumak. </li><li> İTO / cam parçanın yüzeyinden İTO iletken tabakayı kaldırmak için İTO iletken tabaka üzerine HCI (1 M) ve bir kaç damla dökün. Yaklaşık 3 dakika sonra, bir pamuklu çubuk kullanarak HCl silin ve sonra maskeleme bandı çıkarın. </li></ol></li><li> İTO / cam parçayı ön işleme tabi. <ol><li> Bir de İTO / cam parçalarını yerleştirincam durumda ve su ile davayı doldurun. </li><li> su üçte iki dolu olan bir su banyosu içinde, cam bir durum ortaya ve bir ultrason temizleyici ekleyin. Daha sonra, İTO / cam parçası üzerinde kalan kimyasal oyma birkaç izlerini çıkarmak için yaklaşık 15 dakika boyunca ultrasonik temizleyici açın. 15 dakika her biri için, sırası ile, su, aseton ve izopropil alkol ile bir ultrasonik banyoda bu parçaları yıkanır, ve daha sonra bir kuru hava akımı içinde kurutun. 42 kHz bir salınım frekansında ultrasonikasyon gerçekleştirin. </li><li> Bir ultraviyole-ozon (UV Ç 3) süpürge içine İTO / cam parçaları yerleştirin ve 30 dakika için makineyi çalıştırın. </li></ol></li></ol> Fotoaktif Layer Öncü Çözüm 2. Hazırlık <ol><li> bir elektron olarak poli [2,7- (9,9-dioctylfluorene) -Alt-4,7-bis (tiyofen-2-il) benzo-2,1,3-tiadiazol] (PFO-DBT) 0.5 mg çözülür verici ve klorobenzen, 1 mL Ti-alkoksitin, 1.0 mg. elektron olarak aşağıdaki Ti-alkoksitler seçinalıcıları: Ti (IV) izopropoksit, etoksit, bütoksit ve butoksit polimeri. Daha sonra, PFO-DBT 0.5 mg ve bir referans olarak klorobenzen 1 mL [60] PCBM 1.0 mg çözülür. NOT: 21 aşağıdaki gibi Burada, HOMO-LUMO seviyeleri. PFO-DBT: 5,4-3,53 eV, Ti (IV) izopropoksit: 7,49-3,86 eV etoksit: 7,55-3,90 eV bütoksit: 7,53-3,76 eV ve bütoksit polimer: 7,57-3,83 eV. </li><li> 700 rpm&#39;lik bir dönüş hızında bir karıştırma çubuğu ile karıştırılırken, bir manyetik karıştırıcı, sıcak üzerinde, 70 ° C&#39;ye kadar ön-madde çözeltisi ısıtılır. Çözelti çıplak gözle görsel olarak berraktır kadar, ışık olmadan 20 dakika için yapın. daha sonra kullanmak için, ışık yokluğunda daha, oda sıcaklığına kadar çözelti soğutulur. </li></ol> Fotoaktif Katman 3. Fabrikasyon <ol><li> Spin-kaplama ile bir film oluşturur. <ol><li> fotoaktif tabaka ve 70 ° C&#39;ye kadar İTO / cam parçanın ön bileşik çözeltisi ısıtın. 10 dakika boyunca, manyetik sıcak Stir ön bileşik çözeltisi ısıRER 70 ° C&#39;ye ısıtıldı ve 700 rpm&#39;lik bir dönüş hızında bir karıştırma çubuğu kullanmaktadır. 5 dakika boyunca 70 ° C&#39;ye kadar ısıtıldı, bir seramik sıcak plaka üzerinde İTO / cam parçayı ısıtın. </li><li> Savurmalı kaplayıcının vakum aşamasında merkezinde İTO / cam parçayı yerleştirin yaklaşık 70 ° C&#39;ye bir ısı tabancası ile ısı ve vakum açın. Not: Vakum 30 L / dakikalık bir pompalama hızına sahip bir vakum pompası kullanılarak oluşturulur. Vakum pompasının nihai basınç 26.6 × 10 3 Pa. </li><li> İTO / cam parça üzerine fotoaktif tabakanın ön-madde çözeltisi, birkaç damla dökün ve hava içinde 60 sn için 2000-6000 rpm&#39;de santrifüj kaplayıcı başlar. Not: ön-madde çözeltisinin hacmi 1 ml Spuit ölçülen 0.5 mL vardır. </li><li> fotoaktif tabaka olarak 50 nm-kalınlıkta bir film elde etmek için ışık olmadan bir hava atmosferinde oda sıcaklığında 10 dakika boyunca fotoaktif tabakanın yüzeyi kuru. </li></ol></li><li> Ekstra filmi çıkarın. <ol><li> Ekstra phot Wipeklorobenzen ile ıslatılmış bir pamuklu çubuk ile İTO / cam parçanın yüzeyinden oactive katmanı. </li><li> ışık olmadan bir hava atmosferinde oda sıcaklığında 10 dakika boyunca daha fotoaktif Tabakayı kurutun. Not: Araştırma oda sıcaklığı 25 ° C &#39;de muhafaza edilir. </li></ol></li></ol> Elektrot 4. Fabrikasyon <ol><li> Organik elektrot yazdırın. <ol><li> Bir ekran yazıcı kullanılması, fotoaktif katmanda 22 poli (3,4-etilendioksitiyofen) -poli (sitiren) (PEDOT-PSS) koyarak organik bir elektrot yazdırın. Metal maskesi 50 mikron kalınlığında ve baskı alanı 20 mm x 5 mm dir. </li><li> ışık olmadan bir hava atmosferinde oda sıcaklığında 30 dakika boyunca organik elektrot kurutun. </li></ol></li></ol> Güneş Pilleri 5. Laminasyon <ol><li> 1.5 cm boyutlarında parçalar halinde cam alt tabakayı kesilmiş bir elmas kesici kullanılarak 2,5 cm ×. yayılmaplastik bir spatula kullanılarak, cam alt-tabaka üzerine bir epoksi reçinesi. korumak için fotoaktif tabaka epoksi reçine, cam alt-tabakanın yerleştirin. </li></ol> Güneş hücre Performans Ölçüm 6. Hazırlık <ol><li> aseton ile ıslatılmış bir pamuklu çubuk ile silerek elektrotları temizleyin. bir ultrasonik lehim sistemi kullanılarak İTO üzerine bir destek elektrot takın. 42 kHz frekansında ve 230 ° C&#39;de havya çalıştırın. </li></ol> Güneş hücre Performansının 7. ölçümü <ol><li> Güneş simülatör silikon fotodiyot tarafından 100 mW / cm2 simüle AM1.5G sağlayacak şekilde kalibre ile, direkt akım gerilim akım kaynağı / monitör entegre sistemi kullanılarak güneş pillerinin akım-gerilim (OG) özelliklerini ölçmek. NOT: JV eğrilerinin ölçümü ile ilgili daha detaylı bilgi, 24 başka yerde 23 bulunabilir. </li></ol> 8. AnalyFaz-ayırma yapısının sis <ol><li> Organik elektrot olmadan ve laminasyon işlemi olmadan, güneş hücreli imalatı için aynı yöntemi kullanarak Ti-alkoksit ve PFO-DBT, inşa fotoaktif tabakaların bireysel filmler hazırlayın. </li><li> faz ayırma yapısını analiz etmek için bir yüksek büyütme (50,000 x) de fotoaktif tabakasının morfolojisinin gözlemlemek için bir optik mikroskop ya da taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanın. NOT: SEM çalışması hakkında daha detaylı bilgi, 26 başka yerde 25 bulunabilir. </li></ol>

<ol><li>Price, C. S., Stuart, C. A., Yang, L., Zhou, H., You, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorine+substituted+conjugated+polymer+of+medium+band+gap+yields+7%25+efficiency+in+polymer-fullerene+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Fluorine substituted conjugated polymer of medium band gap yields 7% efficiency in polymer-fullerene solar cells.</a> J. Am. Chem. Soc. 133 (12), 4625-4631 (2011).</li>
<li>Liang, Y. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((For+the+bright+future-Bulk+heterojunction+polymer+solar+cells+with+power+conversion+efficiency+of+7.4%25%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">For the bright future-Bulk heterojunction polymer solar cells with power conversion efficiency of 7.4%.</a> Adv. Mater. 22, 135-138 (2010).</li>
<li>Chu, T. -Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bulk+heterojunction+solar+cells+using+thieno%5B3%2C4-c%5Dpyrrole-4%2C6-dione+and+dithieno%5B3%2C2-b%3A2%27%2C3%27-d%5Dsilole+copolymer+with+a+power+conversion+efficiency+of+7.3%25%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">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%.</a> J. Am. Chem. Soc. 133 (12), 4250-4253 (2011).</li>
<li>Zhou, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+fluorinated+benzothiadiazole+as+a+structural+unit+for+a+polymer+solar+cell+of+7%25+efficiency%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Development of fluorinated benzothiadiazole as a structural unit for a polymer solar cell of 7% efficiency.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 50 (13), 2995-2998 (2011).</li>
<li>Janssen, J. A. R., Nelson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Factors+limiting+device+efficiency+in+organic+photovoltaics%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Factors limiting device efficiency in organic photovoltaics.</a> Adv. Mater. 25 (13), 1847-1858 (2012).</li>
<li>Nelson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymer%3Afullerene+bulk+heterojunction+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Mater.+Today%22%5BJournal%5D)">Polymer:fullerene bulk heterojunction solar cells.</a> Mater. Today. 14 (10), 462-470 (2011).</li>
<li>He, Z., Zhong, C., Su, S., Xu, M., Wu, H., Cao, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+power-conversion+efficiency+in+polymer+solar+cells+using+an+inverted+device+structure%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Photonics%22%5BJournal%5D)">Enhanced power-conversion efficiency in polymer solar cells using an inverted device structure.</a> Nat. Photonics. 6, 591-595 (2012).</li>
<li>Baena, J. P. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+efficient+planar+perovskite+solar+cells+through+band+alignment+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Environ.+Sci%22%5BJournal%5D)">Highly efficient planar perovskite solar cells through band alignment engineering.</a> Energy Environ. Sci. 8, 2928-2934 (2015).</li>
<li>Shuttle, G. C., Hamilton, R., O'Regan, B. C., Nelson, J., Durrant, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Charge-density-based+analysis+of+the+current-voltage+response+of+polythiophene%2Ffullerene+photovoltaic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Charge-density-based analysis of the current-voltage response of polythiophene/fullerene photovoltaic devices.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 16448-16452 (2010).</li>
<li>Dibb, G. F. A., Kirchartz, T., Credgington, D., Durrant, R. J., Nelson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+the+relationship+between+linearity+of+corrected+photocurrent+and+the+order+of+recombination+in+organic+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+Lett%22%5BJournal%5D)">Analysis of the relationship between linearity of corrected photocurrent and the order of recombination in organic solar cells.</a> J. Phys. Chem. Lett. 2 (19), 2407-2411 (2011).</li>
<li>Maurano, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transient+optoelectronic+analysis+of+charge+carrier+losses+in+a+selenophene%3Afullerene+blend+solar+cell%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+C%22%5BJournal%5D)">Transient optoelectronic analysis of charge carrier losses in a selenophene:fullerene blend solar cell.</a> J. Phys. Chem. C. 115, 5947-5957 (2011).</li>
<li>Yuan, Y., Michinobu, T., Oguma, J., Kato, T., Miyake, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Attempted+inversion+of+semiconducting+features+of+platinum+polyyne+polymers%3A+A+new+approach+for+all-polymer+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Macromol.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Attempted inversion of semiconducting features of platinum polyyne polymers: A new approach for all-polymer solar cells.</a> Macromol. Chem. Phys. 214 (13), 1465-1472 (2013).</li>
<li>Granström, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laminated+fabrication+of+polymeric+photovoltaic+diodes%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Laminated fabrication of polymeric photovoltaic diodes.</a> Nature. 395, 257-260 (1998).</li>
<li>Hal, A. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoinduced+electron+transfer+and+photovoltaic+response+of+a+MDMO-PPV%3ATiO2+bulk-heterojunction%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Photoinduced electron transfer and photovoltaic response of a MDMO-PPV:TiO2 bulk-heterojunction.</a> Adv. Mater. 15 (2), 118-121 (2003).</li>
<li>Das, K. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+the+processable+ZnO+and+polythiophene+interface+for+dye-densitized+thin+film+organic+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Thin+Solid+Films%22%5BJournal%5D)">Controlling the processable ZnO and polythiophene interface for dye-densitized thin film organic solar cells.</a> Thin Solid Films. , 302-307 (2013).</li>
<li>Campoy-Quiles, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morphology+evolution+via+self-organization+and+lateral+and+vertical+diffusion+in+polymer%3Afullerene+solar+cell+blends%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Morphology evolution via self-organization and lateral and vertical diffusion in polymer:fullerene solar cell blends.</a> Nature Materials. 7, 158-164 (2008).</li>
<li>Schmidt-Hansberg, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Moving+through+the+phase+diagram%3A+morphology+formation+in+solution+cast+polymer-fullerene+blend+films+for+organic+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Moving through the phase diagram: morphology formation in solution cast polymer-fullerene blend films for organic solar cells.</a> ACS Nano. 5 (11), 8579-8590 (2011).</li>
<li>Hou, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+red-emitting+fluorene-based+copolymers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem%22%5BJournal%5D)">Novel red-emitting fluorene-based copolymers.</a> J. Mater. Chem. 12, 2887-2892 (2002).</li>
<li>Zheng, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+C60+derivatives+for+polymer+photovoltaic+cell%5BTitle%5D)+AND+%22Synth.+Met%22%5BJournal%5D)">Synthesis of C60 derivatives for polymer photovoltaic cell.</a> Synth. Met. 135, 827-828 (2003).</li>
<li>Svensson, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-performance+polymer+solar+cells+of+an+alternating+polyfluorene+copolymer+and+a+fullerene+derivative%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">High-performance polymer solar cells of an alternating polyfluorene copolymer and a fullerene derivative.</a> Adv. Mater. 15 (12), 988-991 (2003).</li>
<li>Kato, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morphology+control+for+highly+efficient+organic-inorganic+bulk+heterojunction+solar+cell+based+on+Ti-alkoxide%5BTitle%5D)+AND+%22Thin+Solid+Films%22%5BJournal%5D)">Morphology control for highly efficient organic-inorganic bulk heterojunction solar cell based on Ti-alkoxide.</a> Thin Solid Films. 600, 98-102 (2016).</li>
<li>Shibata, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quasi-solid+dye+sensitized+solar+cells+with+ionic+liquid+Increase+in+efficiencies+by+specific+interaction+between+conductive+polymers+and+gelators%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Comm%22%5BJournal%5D)">Quasi-solid dye sensitized solar cells with ionic liquid Increase in efficiencies by specific interaction between conductive polymers and gelators.</a> Chem. Comm. 21, 2730-2731 (2003).</li>
<li>Wu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+thermoplastic+gel+electrolyte+for+stable+quasi-solid-state+dye-sensitized+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Funct.+Mater%22%5BJournal%5D)">A thermoplastic gel electrolyte for stable quasi-solid-state dye-sensitized solar cells.</a> Adv. Funct. Mater. 17 (15), 2645-2652 (2007).</li>
<li>Johansson, J. M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photovoltaic+and+interfacial+properties+of+heterojunctions+containing+dye+sensitized+dense+TiO2+and+Tri-arylamine+derivatives%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Mater%22%5BJournal%5D)">Photovoltaic and interfacial properties of heterojunctions containing dye sensitized dense TiO2 and Tri-arylamine derivatives.</a> Chem. Mater. 19 (8), 2017-2078 (2007).</li>
<li>Echlin, P. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aEchlin%2C+P+%22Handbook+of+Sample+Preparation+for+Scanning+Electron+Microscopy+and+X-Ray+Microanalysis%22">Handbook of Sample Preparation for Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis</a>. , Springer US. (2011).</li>
<li>Flegler, S. L., Heckman, J. W., Klomparens, K. L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFlegler%2C+SL+%22Scanning+and+Transmission+Electron+Microscopy%3A+An+Introduction%22">Scanning and Transmission Electron Microscopy: An Introduction</a>. , Oxford University Press. UK. (1993).</li>
<li>Cowan, R. S., Roy, A., Heeger, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recombination+in+polymer-fullerene+bulk+heterojunction+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Recombination in polymer-fullerene bulk heterojunction solar cells.</a> Phys. Rev. B. 82 (24), 245207(2010).</li>
<li>Street, A. R., Cowan, S., Heeger, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+test+for+geminate+recombination+applied+to+organic+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Experimental test for geminate recombination applied to organic solar cells.</a> Phys. Rev. B. 82 (12), 121301(2010).</li>
<li>Shuttle, G. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Charge+extraction+analysis+of+charge+carrier+densities+in+a+polythiophene%2Ffullerene+solar+cell%3A+Analysis+of+the+origin+of+the+device+dark+current%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Charge extraction analysis of charge carrier densities in a polythiophene/fullerene solar cell: Analysis of the origin of the device dark current.</a> Appl. Phys. Lett. 93, 183501(2008).</li>
<li>Shuttle, G. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bimolecular+recombination+losses+in+polythiophene%3A+Fullerene+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Bimolecular recombination losses in polythiophene: Fullerene solar cells.</a> Phys. Rev. B. 78, 113201(2008).</li>
<li>Reyes-Reyes, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methanofullerene+elongated+nanostructure+formation+for+enhanced+organic+solar-cells%5BTitle%5D)+AND+%22Thin+Solid+Films%22%5BJournal%5D)">Methanofullerene elongated nanostructure formation for enhanced organic solar-cells.</a> Thin Solid Films. 516 (1), 52-57 (2007).</li>
<li>Shuttle, G. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+determination+of+the+rate+law+for+charge+carrier+decay+in+a+polythiophene%3A+Fullerene+solar+cell%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Experimental determination of the rate law for charge carrier decay in a polythiophene: Fullerene solar cell.</a> Appl. Phys. Lett. 92, 093311(2008).</li>
<li>Mori, D., Benten, H., Ohkita, H., Ito, S., Miyake, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymer%2Fpolymer+blend+solar+cells+improved+by+using+high-molecular-weight+fluorene-based+copolymer+as+electron+acceptor%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Appl.+Mater.+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Polymer/polymer blend solar cells improved by using high-molecular-weight fluorene-based copolymer as electron acceptor.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 4 (7), 3325-3329 (2012).</li>
<li>You, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+polymer+tandem+solar+cell+with+10.6%25+power+conversion+efficiency%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Commun%22%5BJournal%5D)">A polymer tandem solar cell with 10.6% power conversion efficiency.</a> Nature Commun. 4, 1446(2013).</li>
</ol>

Yazarlar hiçbir rakip mali çıkarları olduğunu beyan ederim.

Bu yöntemde molekülün hacme yararlanmak için, santrifüj yoluyla kaplama film oluşumu için koşullar bilmek önemlidir. İlk olarak, p-tipi ve n-tipi yarıiletkenler çözücüler içinde çözülebilir olması gerekir. Bazı malzeme kaldığında, bu fotoaktif tabakasında etki büyük çekirdek haline gelecektir. Bireysel solventler için yeterli bir ticari filtre kullanılması kalan malzemeyi kaldırmak için tavsiye edilir. Sonraki, moleküller eridiği öncü çözeltisi eşit ve homojen yaklaşık 60 s İTO / cam tabaka üzerinde fotoaktif tabaka ola...

Organik fotovoltaik cihazları nedeniyle düşük üretim maliyeti ve hafif 1-7 umut verici yenilenebilir enerji kaynakları olarak kabul edilir. Bu avantajları nedeniyle, bilim adamlarının çok sayıda bu umut verici alanda dalmış edilmiştir. Son on yılda, boya hassas, organik ince film ve perovskit duyarlı güneş hücreleri, bu alanda 8 güç dönüşüm verimliliği önemli ilerlemeler elde ettik. Özellikle, organik ince film güneş pilleri ve BHJ organik ince film güneş pili teknolojisi güneş enerjisinin kullanımı için etkili ve uygun maliyetli çözümler vardır. [60] PCBM ya Dahası, enerji dönüşüm verimliliği elektron alıcı (fenil-Cı-61 -yağ-asit-metil ester gibi elektron veren ve fulleren türevleri gibi düşük-band boşluğu polimerlerinin kullanımı ile% 10&#39;un üzerinde ulaştı Fenil-Cı 71 -yağ-asit-metil ester: [70] PCBM) 9-11. Ayrıca, bazı araştırmacılar hAve zaten yüksek genel verimliliği elde etmek için, düşük bant boşluk polimerler ve fulleren türevleri ile imal edilir fotoaktif katman bölgesi BHJ yapısının önemini belirtmişlerdir. Bununla birlikte, fulleren türevleri hava duyarlıdır. Bu nedenle, bir hava-kararlı elektron kabul eden madde bir alternatif olarak gereklidir. Birkaç raporlar daha önce elektron alıcısı olarak n-tipi yarı iletken polimerler veya metal oksitler kullanılan organik fotovoltaik hücrelerin yeni tip önerdi. Bu raporlar havada kararlı, fulleren içermeyen, organik ince film güneş pilleri 12-15 geliştirilmesini desteklemiştir. Bununla birlikte, aksine, yük ayırma ve yük transferi yetenekleri vardır fotoaktif tabakada BHJ yapısı, tatmin edici bir performans elde etmek, sistem veya n-tipi yarı iletken polimer sistemlerini fulleren için, metal oksit sistemleri 16-17 zordur. Ayrıca, fulleren türevleri ve N-tipi yarı iletken polimerler, yüksek çözünürlüğe sahipBirçok çözücülerde. Nedenle, fotoaktif tabaka 18-20 öncülüdür çözücü olarak bir mürekkep çözeltisi seçerek fotoaktif tabakanın morfolojisini kontrol etmek kolaydır. Buna karşılık, bir elektron-verici polimer ile kombinasyon halinde kullanılan metal alkoksit sistemleri durumunda, her iki yarı iletken hemen hemen tüm çözücüler içinde çözünür değildirler. metal alkoksitler solvent içinde yüksek bir çözünürlüğe sahip olmadığı için olmasıdır. Bu nedenle, şekil kontrolü için çözücü seçiciliği son derece düşüktür. Bu yazıda, yazdırılabilir ve son derece havada kararlı BHJ güneş hücreleri imal moleküler hacme kullanılarak fotoaktif tabakasının morfolojisinin kontrol edilmesi için bir yöntem sunulmaktadır. Biz fulleren serbest BHJ güneş hücreleri ilerleme morfolojisi kontrolünün önemini açıklar.

<table><tbody><tr><td>Ti(IV) izopropoksit, %97</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>205273</td><td></td></tr><tr><td>Ti(IV) etoksit</td><td>Sigma Aldrich</td><td>244759</td><td>Teknik sınıf</td></tr><tr><td>Ti(IV) butoksit, %97</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>244112</td><td>Reaktif sınıfı</td></tr><tr><td>Ti(IV) butoksit polimeri</td><td>Sigma Aldrich</td><td>510718</td><td></td></tr><tr><td>Poli[2,7-(9,9-dioktilfloren)-alt-4,7-bis(tiyofen-2-il)benzo-2,1,3- tiadiazol] (PFO-DBT)</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>754013</td><td></td></tr> <tr><td>[6,6] -fenil-C < alt > 61 < / alt >-bütirik asit metil ester ([60]PCBM)% 99.5</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>684449</td><td>Araştırma sınıfı</td></tr><tr><td>poli (3,4-etilendioksitiyofen) -poli (stirensülfonat) (PEDOT-PSS)</td> <td>Heraeus</td><td>Clevios S V3</td><td></td></tr><tr><td>1 N Hidroklorik asit</td><td>Wako</td><td>083-01095</td><td></td></tr><tr><td>Klorobenzen% 99.0</td> <td>Wako</td><td>032-07986</td><td></td></tr><tr><td>Aseton% 99.5</td> <td>Wako</td><td>016-00346</td><td></td></tr><tr><td>İndiyum-kalay oksit (ITO) kaplı cam alt tabaka</td><td>Geomatec</td><td>0002</td><td>100 kez; 100 kez; 1.1t (mm)</td></tr> <tr><td>Cam alt tabaka</td><td>Matsunami Cam</td><td>S7213</td><td>76 kez; 26&kez; 1.2t (mm)</td></tr> <tr><td>Pamuk kuyruk ve nbsp;</td><td>Bir</td> adet <td>1-8584-16</td><td></td></tr><tr><td>Epoksi reçine</td><td>Nichiban</td><td>AR-R30</td><td></td></tr><tr><td>Plastik spatula</td><td>Bir</td><td>adet olarak 2-3956-02</td><td></td></tr><tr><td>Ultrasonik temizleyici</td><td>Bir</td><td>AS482</td><td></td></tr> olarak <tr><td>Manyetik sıcak ve nbsp karıştırıcı</td><td>Bir</td><td>RHS-1DN</td><td></td></tr><tr><td>olarak Seramik ocak gözü</td><td>Bir</td><td>CHP-17DN</td><td></td></tr><tr><td>Spin kaplayıcı</td> <td>olarakKyowariken</td><td>K-359 S1</td><td></td></tr><tr><td>Vakum pompası</td><td>ULVAC</td><td>DA-30S</td><td></td></tr><tr><td>UV-O3 temizleyici</td><td>Filgen</td><td>UV253E</td><td></td></tr><tr><td>Serigrafi yazıcı</td><td>Mitani Electronics</td><td>MEC-2400</td><td></td></tr><tr><td>Ultrasonik Lehimleme sistemi</td><td>Kuroda Techno</td><td>SUNBONDER USM-5</td><td></td></tr><tr><td>Doğru akım voltajı ve akım kaynağı/monitörü entegre sistem</td><td>San-Ei Electric</td><td>XES-40S1</td><td></td></tr><tr><td>Taramalı elektron mikroskobu</td><td>JEOL Ltd.</td><td>JSM-7800</td><td></td></tr></tbody></table> Serisi

ti-alkoksit ve yarıiletken polimer dayanarak tamamen yazdırılabilir organik-İnorganik toplu heteroeklem güneş pilleri için morfoloji kontrolü

Morphology Control for Fully Printable Organic&#8211;Inorganic Bulk-heterojunction Solar Cells Based on a Ti-alkoxide and Semiconducting Polymer

Tipik bir organik ince film yığın-heteroeklem (BHJ) güneş pilinin fotoaktif katmanı, elektron kabul eden malzeme olarak yaygın olarak fulleren türevlerini kullanır. Bununla birlikte, fulleren türevleri havaya duyarlıdır; Bu nedenle, alternatif olarak havaya dayanıklı malzemeye ihtiyaç vardır. Bu çalışmada, yüksek derecede hava stabil BHJ güneş pilleri oluşturmak için fulleren türevlerine alternatif elektron kabul eden bir malzeme olarak Ti-alkoksitin özelliklerini öneriyor ve açıklıyoruz. Elektron alıcısı olarak fulleren türevleri ile oluşturulan fotoaktif katmandaki morfolojinin kontrol edilmesinin, çözücü yöntemi ile yüksek bir genel verim elde etmek için önemli olduğu iyi bilinmektedir. Geleneksel çözücü yöntemi, fulleren türevleri gibi yüksek çözünürlüğe sahip malzemeler için kullanışlıdır. Bununla birlikte, Ti-alkoksitler için geleneksel çözücü yöntemi yetersizdir, çünkü bunlar yalnızca belirli çözücülerde çözünürler. Burada, geleneksel çözücü yöntemi olmadan Ti-alkoksitlerin moleküler hacimliliğini kullanan morfoloji kontrolüne yeni bir yaklaşım gösteriyoruz. Yani, bu yöntem, yüksek verimli, hava kararlı, organik-inorganik yığın-heteroeklem güneş pilleri elde etmek için bir yaklaşımdır.

Tam olarak yazdır Organik ve inorganik BHJ güneş hücreleri, hem de faz ayırma yapısının kontrol edilmesi için bir yöntem imal edilmesi için bir protokol sunulmuştur. Ti (IV) izopropoksit ve etoksit elektron kabul malzemeleri (Şekil 1) olarak kullanılmıştır zaman solar-hücre performansı yoğun olmuştur 27-31'e araştırmıştır. Bu güneş pilleri "Ti (IV) butoksit polimer" (Tablo 1) kullanan cihazların daha yaklaşık sekiz kat daha yüksek bir kısa dev...

elektron alıcısı ve elektron veren polimer fabrikasyonu olarak Ti alkoksitler dayalı tamamen yazdırılabilir, fulleren içermeyen, yüksek hava kararlı, toplu heteroeklem güneş hücreleri için bir yöntem burada tarif edilmektedir. Ayrıca, Ti-alkoksit ünitelerinin moleküler şişkinliğini yoluyla fotoaktif tabakasının morfolojisinin kontrol edilmesi için bir yöntem olup bildirilmektedir.

Ti-alkoksit ve Yarıiletken Polimer dayanarak Tamamen Yazdırılabilir Organik-İnorganik Toplu heteroeklem Güneş Pilleri için Morfoloji Kontrolü

The photoactive layer of a typical organic thin-film bulk-heterojunction (BHJ) solar cell commonly uses fullerene derivatives as the electron-accepting ...

Bu deneyimin genel amacı, morfoloji kontrol eden elektron alıcıları olarak hacimli titanyum alkoksitleri kullanarak tamamen yazdırılabilir, fulleren içermeyen dökme heteroeklem güneş pilleri üretmektir. Bu yöntem, organik-inorganik hibrit toplu heteroeklem güneş pillerinin fotoaktif tabakasının faz ayırma yapısını kontrol etmekle ilgili toplu heteroeklem güneş pili alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, geleneksel çözücü yönteminin çözünürlük sınırlamaları olmaksızın hacimli moleküllerle kendi kendine organizasyonu engelleyerek faz ayırma yapısını kontrol etmesidir.Bu tekniğin etkileri, daha yüksek genel güneş pili verimliliği elde etmeye kadar uzanır, çünkü yüklü ayırmalar ve yüklü transfer her zaman aktif katmanda gerçekleşir. Dolayısıyla, bu yöntem PFO-DVT elektron verici sistemi hakkında bilgi sağlayabilir. Ayrıca P3HT veya PTV7 gibi yarı iletken polimerlerle de çalıştırılabilir.Prosedüre başlamak için, bir cam kesici kullanarak, 1.1 milimetre kalınlığında bir ITO cam alt tabakayı iki santimetreye iki santimetre kareler halinde kesin. Dijital bir multimetre ile her karenin iletken tarafını belirleyin. Her karenin iletken tarafın

morphology-control-for-fully-printable-organicinorganic-bulk

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Ortam koşullarında, paralel bir konfigürasyonda organik fotovoltaik tandem cihazları üretme yöntemi sunulmaktadır. Bu cihazlar, hava ile işlenmiş, yarı şeffaf, karbon nanotüp ortak bir katoda sahiptir.

Tandem Organik Güneş Pilleri bir iyonik Geçitli Karbon Nanotüp Ortak Katot Üretimi için ortam Yöntemi

Güneş pillerinde plazmonik metal nanoyapıları tanıtmak için uygun bir transfer baskı tabanlı metodoloji açıklanmaktadır.  Nanopillar poli (dimetilsiloksan) damgaları kullanılarak, Ag bazlı sıralı bir nanodisk dizisi, standart hidrojene mikrokristalin Si güneş pilleri ile entegre edildi ve bu da plazmonik ışık yakalama nedeniyle cihaz performanslarının iyileştirilmesine yol açtı.

Transfer Baskı ile Hidrojene Mikrokristal Silikon Güneş Pilleri Işık Yakalama Gümüş Nanoyapıların Entegrasyonu

Burada, bir mini-slot kalıp kaplayıcı ve sinkrotron saçılma teknikleri kullanılarak ilgili in-line yapı karakterizasyonu kullanarak organik ince film güneş pilleri imal etmek bir protokol mevcut.

Toplu Heterojonksiyonlar Solar Hücre Baskı İmalatı ve In Situ Morfoloji Karakterizasyonu

Bu makale, boya duyarlı güneş pillerinin üretimi için mürekkep püskürtmeli baskının uygunluğunu araştırmaktadır. Bağlayıcı içermeyen bir TiO2 nanopartikül mürekkebi formüle edildi ve bir FTO cam alt tabaka üzerine basıldı. Basılı katman, 0,25cm2 aktif alana ve% 3,5 verimliliğe sahip bir hücreye üretildi.

Boya duyarlı güneş pilleri için Titanyum Dioksit Dijital Baskı

Bu protokol, iletken olmayan yüzeyler üzerinde ince film elektronik üretmek için tabaka inorganik nano-kristalin tabakasının sentezi ve çözelti depozisyonunu tarif etmektedir. Solvent stabilize mürekkepler sonrası birikimi ligand değişimi ve sinterleme aşağıdaki spin ve sprey kaplama yoluyla cam yüzeylerde tam fotovoltaik cihazlarını üretebilir.

Tam Çözüm İşlenmiş İnorganik nanokristal Fotovoltaik Cihazlarının İmalatı

Biz kristal yapıları, devletler, enerji düzeyleri yoğunluğu ve sonuçta güneş pili performansını karşılaştırarak organik / inorganik Perovskite ince filmlerin farklı imalat yöntemleri etkileri üzerine kapsamlı bir çalışma sunulmuştur.

Film Oluşumunda Hybrid Perovskit Fabrikasyon Yöntemleri, Elektronik Yapısı ve Güneş Pili Performans Etkisi

Bu el yazması, tasarım ve verimli ters SMPV1:PC71BM güneş hücreleri bir yüksek kaliteli Al-katkılı ZnO (AZO) tohum katman üzerinde yetiştirilen ZnO nanorods (NRs) ile imal açıklar. İyi hizalanmış dikey odaklı ZnO NRs sergi yüksek kristal özellikleri. Güç dönüşüm verimliliği güneş hücreleri %6,01 ulaşabilirsiniz.

İyi hizalanmış dikey odaklı ZnO Nanorod diziler ve kendi uygulama içinde ters küçük molekül güneş hücreleri

Burada, yüksek performanslı GaP/Si heterojunction güneş hücreleri bir yüksek Si azınlık taşıyıcı ömür boyu ile geliştirmek için bir protokol mevcut.

Yüksek performanslı GaP/Si Heterojunction güneş hücreleri gelişmekte

Kurşun halide inorganik hibrid perovskite kuantum nokta mürekkepler mürekkep püskürtmeli baskı için ve hazırlama ve bir mürekkep püskürtmeli yazıcı yazı karakterizasyonu teknikleri ile kuantum nokta mürekkep baskı için protokol sentezleme için bir protokol sunulmuştur.

Fotovoltaik uygulamalar için tüm inorganik Halide Perovskite mürekkepler baskı mürekkep püskürtmeli

Bu makale, rulodan ruloya yuva kalıp kaplı, fullerene olmayan organik fotovoltaikler üzerindeki kurutma mürekkeplerinin yerinde CBSSAXS deneylerini yerinde (laboratuvar X-ışını cihazı ile) gerçekleştirmek ve analiz etmek için bir gösteri ve kılavuzdur.

In situ Otlatma Insidans Küçük Açılı X-ışını Laboratuvar X-ışını Enstrümantasyon ile Organik Güneş Pillerinin Rulodan Ruloya Kaplama üzerine Saçılma

Perovskit ve mezoskopik-TiO2 filmlerinin sentezi için kullanılan bir flaş kızılötesi tavlama yöntemini tarif ediyoruz. Tavlama parametreleri çeşitlidir ve florlu kalay oksit (FTO) cam ve indiyum kalay oksit kaplı polietilen tereftalat (ITO PET) üzerinde işlenmek üzere optimize edilmiştir ve daha sonra cihazlara güç dönüştürme verimliliği sağlar &gt;% 20.

Perovskit Güneş Pili İşleme için Flaş Kızılötesi Tavlama

Öğrenin, hacimli titanyum alkoksitleri kullanarak tamamen yazdırılabilir, fullerensiz toplu heteroeklem güneş pilleri üretme yöntemini. Bu teknik, fotoaktif tabakanın morfolojisini kontrol ederek güneş hücresi verimliliğini artırır.

Ti-alkoksit ve Yarıiletken Polimer dayanarak Tamamen Yazdırılabilir Organik-İnorganik Toplu heteroeklem Güneş Pilleri için Morfoloji Kontrolü (Video) | JoVE Journal

Ti-alkoksit ve Yarıiletken Polimer dayanarak Tamamen Yazdırılabilir Organik-İnorganik Toplu heteroeklem Güneş Pilleri için Morfoloji Kontrolü

Daha fazla video keşfet