JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

هنا، نقدم بروتوكول لتصنيع الخلايا الشمسية العضوية رقيقة باستخدام مصغرة فتحة يموت المغطي وما يتصل بها من الأوصاف هيكل في الخط باستخدام تقنيات السنكروترون نثر.

Abstract

Polymer-based materials hold promise as low-cost, flexible efficient photovoltaic devices. Most laboratory efforts to achieve high performance devices have used devices prepared by spin coating, a process that is not amenable to large-scale fabrication. This mismatch in device fabrication makes it difficult to translate quantitative results obtained in the laboratory to the commercial level, making optimization difficult. Using a mini-slot die coater, this mismatch can be resolved by translating the commercial process to the laboratory and characterizing the structure formation in the active layer of the device in real time and in situ as films are coated onto a substrate. The evolution of the morphology was characterized under different conditions, allowing us to propose a mechanism by which the structures form and grow. This mini-slot die coater offers a simple, convenient, material efficient route by which the morphology in the active layer can be optimized under industrially relevant conditions. The goal of this protocol is to show experimental details of how a solar cell device is fabricated using a mini-slot die coater and technical details of running in situ structure characterization using the mini-slot die coater.

Introduction

الخلايا الكهروضوئية العضوية (OPV) هي تكنولوجيا واعدة لإنتاج الطاقات المتجددة فعالة من حيث التكلفة في المستقبل القريب. وقد بذلت 1، 2، 3 جهود هائلة لتطوير البوليمرات الصورة النشطة وتصنيع الأجهزة ذات الكفاءة العالية. حتى الآن، وقد حققت الأجهزة OPV الطبقات واحدة و> 10٪ كفاءة تحويل الطاقة (PCE). وقد تحققت هذه الكفاءات على الأجهزة على نطاق المختبر باستخدام طلاء تدور لتوليد الفيلم، والترجمة إلى أجهزة نطاق أوسع حجم كان محفوفا تخفيضات كبيرة في نفقات الاستهلاك الشخصي. 4 و 5 في الصناعة، لفة إلى لفة يستخدم طلاء طبقة رقيقة (R2R) استنادا لتوليد الفوتون الأغشية الرقيقة نشطة على ركائز موصل، والذي يختلف تماما عن العمليات على نطاق المختبرات النموذجية، لا سيما في معدل إزالة المذيبات. هذا أمر بالغ الأهمية لأن الأشكال التضاريسية هي كيالمحاصرين netically، الناتجة عن التفاعل بين العمليات الحركية متعددة، بما في ذلك فصل المرحلة، وطلب والتوجيه وتبخر المذيبات. 6، 7 هذا التشكل المحاصرين حركيا، على الرغم من يحدد إلى حد كبير أداء الأجهزة الخلايا الشمسية. وبالتالي، فهم تطور التشكل أثناء عملية الطلاء غير ذات أهمية عالية للتحكم في التشكل وذلك لتحسين الأداء.

وتعظيم الاستفادة من التشكل يتطلب فهم حركية المرتبطة طلب من البوليمر إجراء ثقب في الحل كما تتم إزالة المذيب. 8، 9 قياس تفاعلات البوليمر مع موصل الإلكترون القائم على الفوليرين. 10، 11، 12 فهم أدوار المضافات في تحديد مورفوبليد الحركة. 13، 14، 15 وتحقيق التوازن بين معدلات النسبية للتبخر المذيب (ق) والمواد المضافة. 16 لقد كان تحديا للتميز تطور مورفولوجية كميا في الطبقة النشطة في بيئة ذات الصلة صناعيا. وقد درس معالجة لفة إلى لفة لتصنيع الأجهزة على نطاق وOPV كبيرة. 4، 17 ومع ذلك، أجريت هذه الدراسات في إعداد التصنيع حيث يتم استخدام كميات كبيرة من المواد، مما يحد بشكل فعال من الدراسات لالبوليمرات المتاحة تجاريا.

في هذه الورقة، وبرهنت على التفاصيل الفنية لتصنيع الأجهزة اللقاح باستخدام مصغرة فتحة نظام يموت الطلاء. المعلمات طلاء مثل حركية تجفيف فيلم والسيطرة سمك الفيلم هي التي تنطبق على العمليات على نطاق أوسع، مما يجعل هذه الدراسة ذات الصلة مباشرة إلى اتحاد كرة القدم الصناعةbrication. الى جانب ذلك، يتم استخدام كمية صغيرة جدا من المواد في فتحة يموت مصغرة تجربة الطلاء، مما يجعل هذه المعالجة المطبقة على المواد الاصطناعية الجديدة. في التصميم، وهذا مصغرة فتحة يموت المغطى يمكن تركيبه على محطات نهاية السنكروترون، وبالتالي الرعي حدوث صغير نثر زاوية الأشعة السينية (GISAXS) وحيود الأشعة السينية (GIXD) يمكن استخدامها لتمكين الدراسات في الوقت الحقيقي على تطور من التشكل على مدى واسع من طول المقاييس في مراحل مختلفة من عملية التجفيف الفيلم في إطار مجموعة من الشروط المعالجة. المعلومات التي تم الحصول عليها في هذه الدراسات يمكن نقلها مباشرة إلى بيئة الإنتاج الصناعي. كمية صغيرة من المواد المستخدمة يمكن فحص سريع لعدد كبير من المواد الصورة النشطة والخلائط تحت ظروف التصنيع المختلفة.

يتم استخدام diketopyrrolopyrrole شبه البلورية وquaterthiophene (DPPBT) على انخفاض الفرقة مترافق البوليمر كمادة نموذج المانحة، و (6،6) -phenyl C71-butyriويستخدم حمض ج استر الميثيل (PC 71 BM) كما متقبل الإلكترونية. 18، 19 وتبين في دراسات سابقة أن DPPBT: PC 71 BM يمزج شكل كبير فصل مرحلة حجم عند استخدام الكلوروفورم مثل المذيبات. والكلوروفورم: 1،2-ثنائي الكلور خليط المذيبات يمكن أن تقلل من حجم فصل المرحلة، وبالتالي زيادة أداء الجهاز. ويجري التحقيق تشكيل التشكل أثناء عملية التجفيف المذيبات في الموقع عن طريق الرعي الحيود حدوث الأشعة السينية ونثر. ملفقة أجهزة الخلايا الشمسية باستخدام أظهر مصغرة فتحة يموت المغطي لنفقات الاستهلاك الشخصي في المتوسط إلى 5.2٪ باستخدام أفضل الظروف خليط المذيبات، 20 التي هي مماثلة لتدور طلاء الأجهزة ملفقة. يفتح المغطى مصغرة فتحة يموت طريقا جديدا لصنع أجهزة الخلايا الشمسية في إعداد مختبر الأبحاث أن يحاكي عملية صناعية، وملء فجوة في توقع بقاء هذه المواد في يختلط صناعياوضع evant.

Protocol

1. الفوتون نشط تحضير مزيج الحبر

  1. تزن 10 ملغ من DPPBT البوليمر و 10 ملغ من الكمبيوتر 71 مادة BM (البنى الكيميائية هو مبين في الشكل 1). مزجها في قارورة 4 مل.
  2. إضافة 1.5 مل الكلوروفورم و 75 ميكرولتر من 1،2-ثنائي الكلور إلى الخليط.
  3. وضع بقضيب صغير في قارورة، أغلق القارورة مع (PTFE) غطاء تترافلوروإيثيلين، ونقل القارورة إلى لوحة الساخنة. إثارة في ~ 400 دورة في الدقيقة، والحرارة في ~ 50 درجة مئوية خلال الليل قبل الاستخدام.

2. ايتو ويفر الركيزة تنظيف وتحضير

  1. الحمل قبل منقوشة الإنديوم أكسيد القصدير (ايتو) الركيزة الزجاج (1 بوصة بنسبة 3 بوصة، مع إزالة نصف ايتو) أو رقاقة السيليكون في رف تنظيف تفلون ووضع رف في وعاء زجاجي (الشكل 2). إضافة محلول منظف (300 مل، 1٪ عالميا حل المنظفات) في وعاء زجاجي ووضع إناء زجاجي في sonicator ويصوتن لمدة 15 دقيقة.
  2. إزالة المنظفات وشطف الزجاج ايتو مع منزوع الأيونات الماء (DI) عدة مرات. ثم إضافة 300 مل من الماء DI في وعاء، ووضع إناء زجاجي في sonicator لمدة 15 دقيقة أخرى.
  3. إزالة المياه من الحاويات. إضافة 300 مل الأسيتون في وعاء، ويصوتن لمدة 15 دقيقة.
  4. إزالة الأسيتون. إضافة 300 مل 2-isopranol في وعاء زجاجي، ثم يصوتن لمدة 15 دقيقة.
  5. نقل تنظيف الرف للخروج الى الفرن. ضبط درجة حرارة الفرن إلى 100 درجة مئوية، وانتظر 3-5 ساعة حتى يتم تجفيف الزجاج ايتو تماما.
  6. إخراج ركائز تنظيفها. نقلها إلى نظافة للأشعة فوق البنفسجية لطبقة الأوزون أو الأكسجين نظافة البلازما. استخدام رفيع المستوى الأشعة فوق البنفسجية للأوزون أو البلازما لتنظيفها ل~ 15 دقيقة وفقا لبروتوكول الشركة المصنعة.
  7. وضع الركيزة تنظيف على تدور المغطي، إضافة 150 ميكرولتر بولي (3،4-ethylenedioxythiophene) البوليسترين سلفونات (PEDOT: PSS) حل على الركيزة تنظيفها، ومعطف تدور في 3000 دورة في الدقيقة إلى معطفو~ 30 نانومتر PEDOT سميكة: جهاز الأمن الوقائي (PEDOT: PSS 4083) طبقة رقيقة على أي من الزجاج ايتو أو السيليكون الرقائق.
  8. خلع تدور المغلفة ركائز. نقل ركائز المغلفة جديدة على لوحة التدفئة ويصلب على 150 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة.

3. الطباعة طبقة النشطة

  1. تحميل الركيزة. وضع PEDOT: PSS المغلفة ايتو الركيزة على طبق قاعدة مصغرة فتحة يموت المغطى. بدوره على مضخة فراغ متصل تشوك فراغ من المغطي فتحة يموت لعقد الركيزة بإحكام. (انظر الشكل 3 لتحديد مكونات مختلفة).
  2. ضبط الموقف من الركيزة لوضعها الصحيح تحت رأس الطابعة. ويمكن القيام بذلك عن طريق استخدام مناور الخطي تحت لوحة الركيزة.
  3. ضبط رئيس إمالة باستخدام إمالة مناور 2-D الذي يحمل رأس الطباعة. تأكد من أن الرأس يقف عموديا على رأس الركيزة المحملة. لاحظ أنه في هذه العملية، ورأس الطباعة يمكن خفض قريب من substraالشركة المصرية للاتصالات. استخدام الفجوة بين رأس الطباعة والركيزة لإظهار ما إذا كان إمالة الرأس أم لا. وسيكون هذا مفيدا للغاية عند استخدام الركيزة رقاقة، لأن صورة بسيطة من رأس الطباعة سوف تظهر وسيكون من الأسهل بكثير للتحقق من آماله.
  4. ضبط المسافة من الرأس إلى الركيزة إلى الصفر. ويقترن المحرك العمودي مع جهاز استشعار القوة. عندما يتحرك رأس الطباعة، سيتم الحصول على القراءة قوة ثابتة (من وزن طباعة الرأس وإمالة المجالس مناور). مرة واحدة رأس الطابعة اللمسات الركيزة، والقراءة تقلل، بمناسبة موقف الصفر. انظر الشكل (4) لوضع مسافة خطوة. استخدام وضع هرول في ضبط المسافة.
    ملاحظة: يتم توصيل لوحة مناور متعدية العمودية الى قاعدتها باستخدام الينابيع وثابت ربيع يختلف قليلا. تغييرات صغيرة وبالتالي في جهاز استشعار قوة لا مفر منها أثناء التجربة.
  5. تعيين قيمة الرأس إلى الركيزة لتشغيل التجربة. في هذه التجربة، تعيينالتوجه الى الركيزة الفجوة إلى 100 ميكرون.
  6. ضبط المحرك الخطي مرحلة متعدية التي سيتم استخدامها للطباعة. العثور على نقطة البداية ونقطة النهاية. تسجيل هذه القيم. على مسافة السفر من المحرك الخطي هو 100 ملم. هنا، تحديد موقف 10 مم المحرك كنقطة انطلاق و80 مم موقف السيارات كنقطة نهاية.
  7. ضبط سرعة الطباعة إلى 10 ملم / ثانية باستخدام محرك السيطرة على واجهة البرنامج (الشكل 4B). ضبط سرعة تسارع المحرك إلى 100 م / ثانية.
    1. إذا لم يعمل المحرك بشكل صحيح أو البرنامج لديه خطأ، الرجاء إعادة تشغيل البرنامج وانقر على "تمكين" ثم "الوطن" في واجهة البرنامج. لاحظ أنه أثناء عملية الطباعة، يبقى رأس الطباعة ثابت والركيزة ينتقل إلى الاستغناء عن الحل وتحاكي عملية الطباعة الصناعية.
  8. تحميل DPPBT: PCBM الحل (درجة حرارة الغرفة) في 1 مل حقنة وجبل المحقنة إلى ضخ حقنة متصلة الفتحةيموت الطابعة. تعيين المعلمات الطباعة في السيطرة على البرمجيات (قطر حقنة وسرعة التغذية الحل، 0.3 مل / دقيقة في هذه الحالة).
  9. بدء تجربة الطباعة.
    1. نقل الركيزة إلى نقطة البدء بكتابة الموقف نقطة انطلاق في إطار الموقف في السيطرة على البرنامج. انظر الشكل 4C للحصول على التفاصيل.
    2. بدء ضخ المحلول في الرأس فتحة يموت عن طريق النقر بدء في برنامج ضخ حقنة. بدلا من ذلك، يدويا تشغيل ضخ حقنة. لكل الطلاء، وسيتم استخدامها في جميع أنحاء ~ 100 ميكرولتر من الحل. عادة، استخدم 300 ميكرولتر حل للطباعة أول مرة واستخدام ~ 100 ميكرولتر حل للطباعة المتكررة.
    3. البدء سريعا في محرك متعدية عندما يبدأ الحل يخرج من رأس الطباعة، وسوف الركيزة تنتقل إلى نهاية الموقف. يرجى ملاحظة هذا هو خطوة حاسمة. تهيئة تحميلها على السيارات متعدية إنهاء الموقف في إطار الموقف، وانقر على Enter لبدء موف السياراتement.
    4. وقف ضخ حقنة ورفع رأس الطباعة باستخدام المحرك العمودي. تحويل الفراغ جانبا وخذ الركيزة قبالة قاعدة لوحة. لاحظ أن حجم القتلى لهذا رأس الطباعة هو 250 ميكرولتر، وبالتالي ملء أول مرة يأخذ أكثر من 250 ميكرولتر من الحل.
    5. تحميل الركيزة المطبوعة في فرن فراغ لمدة 3-5 ساعة لإزالة المذيبات المتبقية.
    6. وضع طبق بتري تحت رأس الطباعة. ضخ 10 مل كلوروفورم في رأس الطباعة لتنظيف الرأس. جمع حل الكلوروفورم ملوثة طبق بيتري. استخدام قطعة قطن لتنظيف رأس الطباعة في حين ضخ محلول التنظيف. بعد كل جولة طلاء، تنظيف رأس الطباعة، وخصوصا عندما يستخدم حلا مختلفا.
      ملاحظة: يظهر حل PCBM اللون الأخضر الداكن: وDPPBT. عندما تنظيف كاملة، لا لون يمكن أن ينظر إليه من المذيب الكلوروفورم.

4. الكاثود الكهربائي ترسب

  1. تحميلالطبقة النشطة الركيزة المغلفة على أقنعة الظل (الشكل 5) وجبل القناع في غرفة التبخر.
  2. وضع زورقين التبخر الحرارية في فترة ما بين الأزرار القطب (الشكل 6A). تحميل قارب واحد مع الليثيوم الملح (بالكاد تغطي قارب، ~ 0.2 غرام)، وقارب واحد مع معدن الألمنيوم (4 الكريات).
  3. إغلاق غرفة التبخر وضخ أسفل غرفة التبخر إلى حوالي 2 × 10 -6 عربة.
  4. تعيين غرفة لإيداع 1 نانومتر من الليثيوم تليها 100 نيوتن متر من الألومنيوم. في الحالة الراهنة، واستخدام السلطة 20٪ للالليثيوم ترسيب واستخدام القوة 26٪ لشركة الترسيب. هو مبين في الشكل 6B هو واجهة التحكم المبخر من النظام المستخدم في هذه الدراسة.
  5. توقف مضخات تفريغ وملء الغرفة مع غاز النيتروجين. عندما يعود الضغط لضغط الغلاف الجوي، واتخاذ ركائز بها.

5. الضوئية قياس الأداء

  1. إعداد شريحة الزجاج التي هي نصفعرض من الزجاج ايتو الذي يستخدم في تصنيع الجهاز. تنفيذ هذه الخطوة في علبة القفازات. لصق الغراء الايبوكسي لجانب واحد من الركيزة الزجاج، وتغطية منطقة الجهاز باستخدام الايبوكسي الغراء شرائح الزجاج المطلي (انظر الشكل 11 لجهاز عينة). عندما شفي الايبوكسي، الجهاز سوف تكون مختومة تماما.
  2. بدء تشغيل مصباح محاكاة الشمسية وتعيين إلى صباحا 1.5 الإشعاع مع 100 ميغاواط / سم 2. استقرار مصباح لمدة 15 دقيقة قبل قياس. هو مبين في الشكل 7 هو نظام قياس الكهروضوئية المستخدمة في هذه الدراسة.
  3. تركيب جهاز تحت محاكاة الشمسية على مسافة الصك المقترح. توصيل القطب الموجب والقطب السالب إلى دائرة القياس. تسجيل منحنى الجهد الحالي باستخدام متعدد الكهربائية باستخدام بروتوكول الشركة الصانعة.
  4. تحديد أداء الجهاز على النحو التالي:
    J الشوري: قصيرة الدوائر الحالية، الحد الأقصى الحالي أن جهاز الخلايا الشمسية يمكن أن يحقق.
    V OC : الجهد الدائرة المفتوحة، أقصى الجهد أن جهاز الخلايا الشمسية يمكن أن يحقق.
    FF: ملء عامل، وأقصى منطقة في منحنى الرابع مقسوما J الشوري * V OC.
    PCE: السلطة كفاءة التحويل، J الشوري * V OC * FF / (100MW / سم 2).

6. السنكروترون قياس الأشعة السينية

  1. انشاء مربع الهليوم لقمع نثر الهواء في قياس الأشعة السينية. جبل يموت المغطى مصغرة فتحة في مربع الهيليوم. هو مبين في الشكل 8 هو الإعداد تجربة من التجارب الحيود حدوث الرعي الأشعة السينية باستخدام مربع الهيليوم في مصدر الضوء المتقدم.
  2. جبل التداخل الضوئي على آلة الطباعة لمراقبة تغير سمك على تبخر المذيبات. في هذه التجربة، استخدم نموذج UVX (على سبيل المثال، Filmetrix F20). المواد التي يتم استخدامها في هذه التجربة لها امتصاص الضوء القوي 300-900 نانومتر الطول الموجي.
    1. استخدام مصباح مصدر التداخل الضوئي عشرفي يتجنب امتصاص المواد. استخدام مصباح الطول الموجي 1،100-1،700 نانومتر في هذه التجربة. قبل معايرة أداة قبل التجربة وفقا للإجراءات عملها.
  3. وضع PEDOT: PSS المغلفة الركيزة رقاقة على حامل الركيزة الطابعة وضبط الموقف الرأس والركيزة الخطوة التالية 3،2-3،5. بدوره على مضخة فراغ، وتأكد من أن الركيزة رقاقة العصي لصاحب الركيزة بإحكام.
  4. تطهير مربع الهليوم لإزالة الهواء. لاحظ أن مستوى الأكسجين يجب أن تكون أقل من 0.3٪ ضد، والتي يمكن رصدها من خلال جهاز استشعار الأوكسجين.
  5. محاذاة الركيزة في موقف حيث تصطدم الأشعة السينية على الركيزة (نهاية الموقف في الطباعة)، وتعيين زاوية السقوط، 0.16 درجة في هذه الحالة. محاذاة وفقا لبروتوكول خط شعاع.
  6. تعيين الأشعة السينية وقت التعرض والبيانات طريقة الشراء. هنا، استخدام 2 ثانية مثل وقت التعرض، وتليها 3 ثانية من زمن التأخير (لتجنب الخادم الضرر شعاع). وبالتالي فإن كل فترة التجربةيكون 5 ثانية. تنفيذ طابور المستمر من 100 تكرار. وهكذا أخذ 100 صورة.
  7. اسم التجربة واختيار مسار البيانات لحفظ ملفات التجريبية. هو مبين في الشكل 9 هو خط الأشعة 7.3.3 واجهة المستخدم المتقدمة مصدر الضوء حيث الإعدادات المذكورة أعلاه يمكن أن يكون موجودا بسهولة.
  8. نقل الركيزة إلى وضع البداية عن طريق إدخال نقطة الانطلاق في برنامج السيارات السيطرة. بدء مصراع الأشعة السينية وسوف كاشف تسجل بشكل مستمر إشارات الحيود / نثر.
  9. بدء ضخ حقنة لتغذية الحل في رأس الطباعة. عندما يبدأ الحل لإخراج من رأس الطباعة (رصدتها كاميرا المراقبة)، وسرعان ما تبدأ عملية الطباعة.
    ملاحظة: عند الوصول إلى الموضع قياس قبل اختياره، و2-D كاشف التقاط إشارة تشتت من الحل. وسيتم رصد سمك الفيلم من التداخل. وهكذا سيتم تسجيل تطور مورفولوجية رقيقة.
  10. ارفع الطابعةرئيس وتنظيف الرأس عندما يتم التجربة.

النتائج

هو مبين في الشكل (3) هي مصغرة فتحة نظام يموت الطلاء. وهو يتألف من آلة طلاء واحدة، ضخ حقنة واحدة وعلبة التحكم المركزي. آلة طلاء هي جزء أساسي، وهو مصنوع من رئيس فتحة يموت، مرحلة متعدية أفقية واحدة، ومرحلة واحدة متعدية العمودية. هي التي شنت على ر?...

Discussion

الطريقة الموصوفة هنا يركز على تطوير طريقة إعداد الفيلم الذي يمكن زيادتها بسهولة في الإنتاج الصناعي. رقيقة طباعة الفيلم وتوصيف السنكروترون التشكل هي الخطوات الأكثر أهمية مع البروتوكول. في مختبر الابحاث تحجيم OPV السابق، يتم استخدام طلاء تدور كأسلوب المهيمن لافتعال ا?...

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

This work was supported by Polymer-Based Materials for Harvesting Solar Energy (PHaSE), an Energy Frontier Research Center funded by the U.S. Department of Energy, Office of Basic Energy Sciences under award number DE-SC0001087 and the U.S. Office of Naval Research under contract N00014-15-1-2244. Portions of this research were carried out at beamline 7.3.3 and 11.0.1.2 at the Advanced Light Source, Lawrence Berkeley National Laboratory, which was supported by the DOE, Office of Science, and Office of Basic Energy Sciences.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
PC71BMNano-C Incnano-c-PCBM-SF
DPPBTThe University of MassachusettsCustom Made
PEDOT:PSSHeraeusP VP Al 4083
Mucasol Liquid CleanerSigma-AldrichZ637181
AcetoneSigma-Aldrich270725
Isopropyl AlcoholBDHBDH1133
ChloroformSigma-Aldrich372978 
1,2-dichlorobenzeneSigma-Aldrich240664
Lithium fluorideSigma-Aldrich669431
AluminumKurt LeskerEVMAL50QXHD
Glass vialsFisher Scientific03-391-7B
Ultrasonic CleanerCleanosonicBranson 2800
OvenWVR414005-118
Cleaning RackLawrence Berkeley National LabCustom Made
Shadow MaskLawrence Berkeley National LabCustom Made
UV-Ozone CleanerUVOCS INCT16X16 OES
Glove BoxMBraunCustom Made
EvaporatorMBraunCustom Made
Slot Die CoaterJema Science IncCustom Made
Solar SimulatorNewportClass ABB
Spin CoaterSCS EquipmentSCS G3
Hot PlateThermo ScientificSP131015Q
X-ray MeasurementLawrence Berkeley National LabBeamline 7.3.3

References

  1. Brabec, C. J., et al. Polymer-Fullerene Bulk-Heterojunction Solar Cells. Adv. Mater. 22 (34), 3839-3856 (2010).
  2. Thompson, B. C., Fréchet, J. M. J. Polymer-Fullerene Composite Solar Cells. Angew. Chem. Int. Ed. 47 (1), 58-77 (2008).
  3. Günes, S., Neugebauer, H., Sariciftci, N. S. Conjugated Polymer-Based Organic Solar Cells. Chem. Rev. 107 (4), 1324-1338 (2007).
  4. Krebs, F. C., et al. The OE-A OPV demonstrator anno domini 2011. Energy Environ. Sci. 4 (10), 4116 (2011).
  5. Krebs, F. C., Tromholt, T., Jørgensen, M. Upscaling of polymer solar cell fabrication using full roll-to-roll processing. Nanoscale. 2 (6), 873 (2010).
  6. Liu, F., Gu, Y., Jung, J. W., Jo, W. H., Russell, T. P. On the morphology of polymer-based photovoltaics. J. Polym. Sci. Polym. Phy. 50 (15), 1018-1044 (2012).
  7. Liu, F., et al. Characterization of the morphology of solution-processed bulk heterojunction organic photovoltaics. Prog. Polym. Sci. 38 (12), 1990-2052 (2013).
  8. Schmidt-Hansberg, B., et al. In situ monitoring the drying kinetics of knife coated polymer-fullerene films for organic solar cells. J. appl. phys. 106 (12), 124501 (2009).
  9. Pearson, A. J., Wang, T., Lidzey, D. G. The role of dynamic measurements in correlating structure with optoelectronic properties in polymer fullerene bulk-heterojunction solar cells. Rep. Prog. Phys. 76 (2), 022501 (2013).
  10. Treat, N. D., et al. Interdiffusion of PCBM and P3HT Reveals Miscibility in a Photovoltaically Active Blend. Adv. Energy Mater. 1 (1), 82-89 (2010).
  11. Collins, B. A., et al. Molecular Miscibility of Polymer-Fullerene Blends. J. Phys. Chem. Lett. 1 (21), 3160-3166 (2010).
  12. Chen, D., Liu, F., Wang, C., Nakahara, A., Russell, T. P. Bulk Heterojunction Photovoltaic Active Layers via Bilayer Interdiffusion. Nano Lett. 11 (5), 2071-2078 (2011).
  13. Gu, Y., Wang, C., Russell, T. P. Multi-Length-Scale Morphologies in PCPDTBT/PCBM Bulk-Heterojunction Solar Cells. Adv. Energy Mater. 2 (6), 683-690 (2012).
  14. Perez, L. A., et al. Solvent Additive Effects on Small Molecule Crystallization in Bulk Heterojunction Solar Cells Probed During Spin Casting. Adv. Mater. 25 (44), 6380-6384 (2013).
  15. Lee, J. K., et al. Processing Additives for Improved Efficiency from Bulk Heterojunction Solar Cells. J. Am. Chem. Soc. 130 (11), 3619-3623 (2008).
  16. Shin, N., Richter, L. J., Herzing, A. A., Kline, R. J., DeLongchamp, D. M. Effect of Processing Additives on the Solidification of Blade-Coated Polymer/Fullerene Blend Films via In-Situ Structure Measurements. Adv. Energy Mater. 3 (7), 938-948 (2013).
  17. Sødergaard, R., Hösel, M., Angmo, D., Larsen-Olsen, T. T., Krebs, F. C. Roll-to-roll fabrication of polymer solar cells. Mater. Today. 15 (1-2), 36-49 (2012).
  18. Liu, F., et al. Efficient Polymer Solar Cells Based on a Low Bandgap Semi-crystalline DPP Polymer-PCBM Blends. Adv. Mater. 24 (29), 3947-3951 (2012).
  19. Liu, F., et al. Relating Chemical Structure to Device Performance via Morphology Control in Diketopyrrolopyrrole-Based Low Band Gap Polymers. J. Am. Chem. Soc. 135 (51), 19248-19259 (2013).
  20. Liu, F., et al. Fast Printing and In Situ Morphology Observation of Organic Photovoltaics Using Slot-Die Coating. Adv. Mater. 27 (5), 886-891 (2015).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

119

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved