Name: morphology control for fully printable organic&#8211;inorganic bulk-heterojunction solar cells based on a ti-alkoxide and semiconducting polymer
Uploaded: 2017-01-10T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Morphology Control for Fully Printable OrganicÃ¢â‚¬â€œInorganic Bulk-heterojunction Solar Cells Based on a Ti-alkoxide and Semiconducting Polymer at JoVE.com

עבודה זו נתמכה בחלקה על ידי JSPs KAKENHI גרנט מספר 25871029, קרן זכוכית גיליון ניפון עבור חומרים מדע והנדסה, ואת מרכז לקידום תעשייתי טוצ&#39;יגי. The National Institute of Technology, אוים המכללה, גם סייעה עם עלויות פרסום מאמר זה.

1. הכנת-תחמוצת אינדיום-בדיל (איטו) זכוכית ייצור תאים סולריים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותכים את המצע איטו / זכוכית. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות חותך זכוכית, לחתוך את המצע איטו / זכוכית (10 ס&quot;מ x 10 ס&quot;מ) לחתיכות מדידה ...

<ol>
	<li>Price, C. S., Stuart, C. A., Yang, L., Zhou, H., You, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorine+substituted+conjugated+polymer+of+medium+band+gap+yields+7%+efficiency+in+polymer-fullerene+solar+cells.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=For+the+bright+future-Bulk+heterojunction+polymer+solar+cells+with+power+conversion+efficiency+of+7.4%.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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%.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+fluorinated+benzothiadiazole+as+a+structural+unit+for+a+polymer+solar+cell+of+7%+efficiency.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Factors+limiting+device+efficiency+in+organic+photovoltaics.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymer:fullerene+bulk+heterojunction+solar+cells.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+power-conversion+efficiency+in+polymer+solar+cells+using+an+inverted+device+structure.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+efficient+planar+perovskite+solar+cells+through+band+alignment+engineering.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Charge-density-based+analysis+of+the+current-voltage+response+of+polythiophene/fullerene+photovoltaic+devices.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+the+relationship+between+linearity+of+corrected+photocurrent+and+the+order+of+recombination+in+organic+solar+cells.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transient+optoelectronic+analysis+of+charge+carrier+losses+in+a+selenophene:fullerene+blend+solar+cell.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Attempted+inversion+of+semiconducting+features+of+platinum+polyyne+polymers:+A+new+approach+for+all-polymer+solar+cells.">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>Granstr&#246;m, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laminated+fabrication+of+polymeric+photovoltaic+diodes.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoinduced+electron+transfer+and+photovoltaic+response+of+a+MDMO-PPV:TiO2+bulk-heterojunction.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+the+processable+ZnO+and+polythiophene+interface+for+dye-densitized+thin+film+organic+solar+cells.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphology+evolution+via+self-organization+and+lateral+and+vertical+diffusion+in+polymer:fullerene+solar+cell+blends.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Moving+through+the+phase+diagram:+morphology+formation+in+solution+cast+polymer-fullerene+blend+films+for+organic+solar+cells.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+red-emitting+fluorene-based+copolymers.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+C60+derivatives+for+polymer+photovoltaic+cell.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-performance+polymer+solar+cells+of+an+alternating+polyfluorene+copolymer+and+a+fullerene+derivative.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphology+control+for+highly+efficient+organic-inorganic+bulk+heterojunction+solar+cell+based+on+Ti-alkoxide.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quasi-solid+dye+sensitized+solar+cells+with+ionic+liquid+Increase+in+efficiencies+by+specific+interaction+between+conductive+polymers+and+gelators.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+thermoplastic+gel+electrolyte+for+stable+quasi-solid-state+dye-sensitized+solar+cells.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photovoltaic+and+interfacial+properties+of+heterojunctions+containing+dye+sensitized+dense+TiO2+and+Tri-arylamine+derivatives.">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://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbook of Sample Preparation for Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis. , (2011).</li><li>Flegler, S. L., Heckman, J. W., Klomparens, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Scanning and Transmission Electron Microscopy: An Introduction. , (1993).</li><li>Cowan, R. S., Roy, A., Heeger, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recombination+in+polymer-fullerene+bulk+heterojunction+solar+cells.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+test+for+geminate+recombination+applied+to+organic+solar+cells.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Charge+extraction+analysis+of+charge+carrier+densities+in+a+polythiophene/fullerene+solar+cell:+Analysis+of+the+origin+of+the+device+dark+current.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bimolecular+recombination+losses+in+polythiophene:+Fullerene+solar+cells.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methanofullerene+elongated+nanostructure+formation+for+enhanced+organic+solar-cells.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+determination+of+the+rate+law+for+charge+carrier+decay+in+a+polythiophene:+Fullerene+solar+cell.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymer/polymer+blend+solar+cells+improved+by+using+high-molecular-weight+fluorene-based+copolymer+as+electron+acceptor.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+polymer+tandem+solar+cell+with+10.6%+power+conversion+efficiency.">A polymer tandem solar cell with 10.6% power conversion efficiency.</a> Nature Commun. 4, 1446 (2013).</li></ol>

על מנת לנצל את bulkiness המולקולה בשיטה זו, חשוב לדעת את התנאים להיווצרות סרטם של ציפוי ספין. ראשית, מוליכים למחצה מסוג p ו- n-type חייב להיות מסוגל להיות מומס ממיסים. כאשר חומר נשאר, היא תהפוך הליבה הגדולה של התחומים בשכבת photoactive. השימוש מסנן מסחרי הולם ממסי פרט מומלץ להסיר את ?...

התקני פוטו אורגניים נחשבים מקורות אנרגיה מתחדשים מבטיחים בשל עלות הייצור הנמוכה שלהם 1-7 קל משקל. בגלל היתרונות האלה, מספר גדול של מדענים כבר שקוע בתחום המבטיח הזה. בעשור האחרון, צבען רגיש, סרט דק אורגני, ותאים סולריים רגיש perovskite השיגו התקדמות משמעותית יעיל המרת כוח באזור 8 זה. באופן ספציפי, תאים סולריים סרט דק אורגניים BHJ אורגן סרט דק טכנולוגיה סולארית תאים הם פתרונות יעילים וחסכוניים עבור הניצול של אנרגית שמש. יתר על כן, יעילות המרת האנרגיה הגיעה מעל 10% עם השימוש בפולימרים-פער נמוך להקה כמו הנגזרים התורמים פולרן אלקטרונים כמו acceptor האלקטרונים (פניל-C 61 -Butyric-החומצה-מתיל אסתר: [60] PCBM או פניל-C 71 -Butyric-חומצה-מתיל אסתר: [70] PCBM) 9-11. יתר על כן, כמה חוקרים have כבר דיווח על החשיבות במבנה BHJ בשכבת photoactive, אשר נבנית עם פולימרים נמוך להקת פער ונגזר פולרן להשיג יעילות הכוללת גבוהה. עם זאת, נגזר פולרן הם אוויר-רגיש. לכן, חומר אוויר-יציב לקבל אלקטרונים נדרש כחלופה. חלק קטן מהדוחות הציע בעבר סוגים חדשים של תאים פוטו אורגני המשמש פולימרים מוליכים למחצה מסוג n או תחמוצות מתכת כמו acceptors אלקטרונים. דוחות אלה תמכו בפיתוח יציב-אוויר, פולרן ללא, תאים סולריים סרט דק אורגניים 12-15. עם זאת, בניגוד פולרן מערכות או מסוג n מערכות פולימר מוליך-למחצה, קבלת ביצועים משביעי רצון של מבנה BHJ בשכבת photoactive, אשר יש הפרדת תשלום ויכולות העברת מטען, קשה במערכות תחמוצת מתכת 16-17. בנוסף, נגזר פולרן ו מסוג n פולימרים מוליכים למחצה יש מסיסות גבוההבממסים רבים. לכן, קל לשלוט מורפולוגיה של השכבה photoactive ידי בחירת פתרון דיו כמו ממס, אשר מהווה בסיס להקמת שכבת photoactive 18-20. לעומת זאת, במקרה של מערכות alkoxide מתכת המשמשות בשילוב עם פולימר לתרום אלקטרונים, המוליכים למחצה הן אינם מסיסים כמעט בכל ממסים. הסיבה לכך היא כי alkoxides מתכת אין מסיסות גבוהה של ממס. לכן, את הסלקטיביות של ממסים על שליטת מורפולוגיה היא נמוכה ביותר. במאמר זה, אנו מדווחים על שיטה לשליטה על המורפולוגיה של שכבת photoactive באמצעות bulkiness מולקולרית לפברק תאים סולריים להדפסה מאוד אוויר-יציבה BHJ. אנו מתארים את החשיבות של שליטה מורפולוגיה על ההתקדמות של תאים סולריים BHJ ללא פולרן.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="625">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Ti(IV) isopropoxide, 97%</td>
			<td style="width:103px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">205273</td>
			<td style="width:187px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Ti(IV) ethoxide</td>
			<td style="width:103px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">244759</td>
			<td>Technical grade</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Ti(IV) butoxide, 97%</td>
			<td style="width:103px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">244112</td>
			<td>Reagent grade</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Ti(IV) butoxide polymer</td>
			<td style="width:103px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">510718</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Poly[2,7-(9,9-dioctylfluorene)-alt-4,7-bis(thiophen-2-yl)benzo-2,1,3-thiadiazole] (PFO-DBT)</td>
			<td style="width:103px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">754013</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">[6,6]-phenyl-C61 butyric acid methyl ester ([60]PCBM) 99.5%</td>
			<td style="width:103px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">684449</td>
			<td>Research grade</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrenesulfonate) (PEDOT-PSS)</td>
			<td style="width:103px;">Heraeus</td>
			<td style="width:119px;">Clevios S V3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">1N Hydrochloric acid</td>
			<td style="width:103px;">Wako</td>
			<td style="width:119px;">083-01095</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Chlorobenzene 99.0%</td>
			<td style="width:103px;">Wako</td>
			<td style="width:119px;">032-07986</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Acetone 99.5%</td>
			<td style="width:103px;">Wako</td>
			<td style="width:119px;">016-00346</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Indium-tin oxide (ITO)-coated glass substrate</td>
			<td style="width:103px;">Geomatec</td>
			<td style="width:119px;">0002</td>
			<td>100&#215;100&#215;1.1t (mm)</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Glass substrate</td>
			<td style="width:103px;">Matsunami Glass</td>
			<td style="width:119px;">S7213</td>
			<td>76&#215;26&#215;1.2t (mm)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Cotton tail&#160;</td>
			<td style="width:103px;">As one</td>
			<td style="width:119px;">1-8584-16</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Epoxy resin</td>
			<td style="width:103px;">Nichiban</td>
			<td style="width:119px;">AR-R30</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Plastic spatula</td>
			<td style="width:103px;">As one</td>
			<td style="width:119px;">2-3956-02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Ultrasonic cleaner</td>
			<td style="width:103px;">As one</td>
			<td style="width:119px;">AS482</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Magnetic hot&#160; stirrer</td>
			<td style="width:103px;">As one</td>
			<td style="width:119px;">RHS-1DN</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Ceramic hotplate</td>
			<td style="width:103px;">As one</td>
			<td style="width:119px;">CHP-17DN</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Spin coater</td>
			<td style="width:103px;">Kyowariken</td>
			<td style="width:119px;">K-359 S1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Vacuum pump</td>
			<td style="width:103px;">ULVAC</td>
			<td style="width:119px;">DA-30S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:216px;">UV-O3 cleaner</td>
			<td style="width:103px;">Filgen</td>
			<td style="width:119px;">UV253E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Screen printer</td>
			<td style="width:103px;">Mitani Electronics</td>
			<td style="width:119px;">MEC-2400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Ultrasonic Soldering system</td>
			<td style="width:103px;">Kuroda Techno</td>
			<td style="width:119px;">SUNBONDER USM-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Direct-current voltage and current source/monitor integrated system</td>
			<td style="width:103px;">San-Ei Electric</td>
			<td style="width:119px;">XES-40S1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Scanning electron microscope</td>
			<td style="width:103px;">JEOL Ltd.</td>
			<td style="width:119px;">JSM-7800</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

morphology control for fully printable organic&#8211;inorganic bulk-heterojunction solar cells based on a ti-alkoxide and semiconducting polymer

The photoactive layer of a typical organic thin-film bulk-heterojunction (BHJ) solar cell commonly uses fullerene derivatives as the electron-accepting material. However, fullerene derivatives are air-sensitive; therefore, air-stable material is needed as an alternative. In the present study, we propose and describe the properties of Ti-alkoxide as an alternative electron-accepting material to fullerene derivatives to create highly air-stable BHJ solar cells. It is well-known that controlling the morphology in the photoactive layer, which is constructed with fullerene derivatives as the electron acceptor, is important for obtaining a high overall efficiency through the solvent method. The conventional solvent method is useful for high-solubility materials, such as fullerene derivatives. However, for Ti-alkoxides, the conventional solvent method is insufficient, because they only dissolve in specific solvents. Here, we demonstrate a new approach to morphology control that uses the molecular bulkiness of Ti-alkoxides without the conventional solvent method. That is, this method is one approach to obtain highly efficient, air-stable, organic-inorganic bulk-heterojunction solar cells.

הצגנו פרוטוקול בודה תאים סולריים BHJ אורגניים-אורגניים להדפסה מלאה, כמו גם שיטה לשליטה על מבנה שלב ההפרדה. מופע שמש התאים כבר בהרחבה נחקר 27-31 כאשר Ti (IV) isopropoxide ו ethoxide שמשו כחומרים לקבל אלקטרונים (איור 1). תאים סולריים אלה הציג צפיפות לקצר ?...

Watch this Scientific Journal Video about Morphology Control for Fully Printable OrganicÃ¢â‚¬â€œInorganic Bulk-heterojunction Solar Cells Based on a Ti-alkoxide and Semiconducting Polymer at JoVE.com

Morphology Control for Fully Printable OrganicÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã…â€œInorganic Bulk-heterojunction Solar Cells Based on a Ti-alkoxide and Semiconducting Polymer

שיטת תאים סולריים להדפסה, פולרן-חינם לחלוטין, מאוד אוויר-יציב, בתפזורת-heterojunction מבוססים על Ti alkoxides כמו acceptor האלקטרון לבין ייצור הפולימרים לתרום אלקטרונים מתוארת כאן. יתר על כן, שיטה לשליטה על המורפולוגיה של שכבת photoactive דרך bulkiness המולקולרי של יחידות Ti-alkoxide מדווח.

בקרת מורפולוגיה עבור תאים סולריים מילוי heterojunction אורגני-אורגניים להדפסה מלא מבוסס על מולקולה פולימרית Ti-alkoxide ו מוליכים למחצה

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

Research

JoVE Journal

Engineering

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

Micropunching Lithography for Generating Micro- and Submicron-patterns on Polymer Substrates

Micropunching ליתוגרפיה לייצור מיקרו submicron דפוסי פולימר על מצעים

Conducting polymers have attracted great attention since the discovery of high conductivity in doped polyacetylene in 19771. They offer the advantages of ...

Integrating a Triplet-triplet Annihilation Up-conversion System to Enhance Dye-sensitized Solar Cell Response to Sub-bandgap Light

שילוב מערכת Up-המרת שלישיית שלישיית השמדה כדי לשפר רגיש-Dye תגובת תאי שמש לאור תת bandgap

The poor response of dye-sensitized solar cells (DSCs) to red and infrared light is a significant impediment to the realization of higher photocurrents ...

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

ייצור הדפסת תאים סולריים heterojunction הגורף<em&gt; באתרו</em&gt; אפיון מורפולוגיה

Polymer-based materials hold promise as low-cost, flexible efficient photovoltaic devices. Most laboratory efforts to achieve high performance devices ...

Monovalent Cation Doping of CH3NH3PbI3 for Efficient Perovskite Solar Cells

Monovalent Cation Doping of CH3NH3PbI3 for Efficient Perovskite Solar Cells

חד ערכי חילוף קטיונים סימום של CH<sub&gt; 3</sub&gt; NH<sub&gt; 3</sub&gt; PBI<sub&gt; 3</sub&gt; עבור תאים סולריים יעילים perovskite

Here, we demonstrate the incorporation of monovalent cation additives into CH3NH3PbI3 perovskite in order to adjust the optical, excitonic, and electrical ...

In Situ Monitoring of the Accelerated Performance Degradation of Solar Cells and Modules: A Case Study for Cu(In,Ga)Se2 Solar Cells

In Situ Monitoring of the Accelerated Performance Degradation of Solar Cells and Modules: A Case Study for CuIn,GaSe2 Solar Cells

בחיי עיר פיקוח על הפגיעה בביצועים מואצת של תאים סולריים מודולים: חקר מקרה של תאים סולריים2 Se Cu (ב, Ga)

The levelized cost of electricity (LCOE) of photovoltaic (PV) systems is determined by, among other factors, the PV module reliability. Better prediction ...

Indoor Experimental Assessment of the Efficiency and Irradiance Spot of the Achromatic Doublet on Glass (ADG) Fresnel Lens for Concentrating Photovoltaics

Indoor Experimental Assessment of the Efficiency and Irradiance Spot of the Achromatic Doublet on Glass ADG Fresnel Lens for Concentrating Photovoltaics

הערכת ניסיוני מקורה של יעילות, Irradiance שתאכלו כפיל אכרומטי על זכוכית (ADG) עדשת פרנל ריכוז Photovoltaics

We present a method to characterize achromatic Fresnel lenses for photovoltaic applications. The achromatic doublet on glass (ADG) Fresnel lens is ...

The Modular Design and Production of an Intelligent Robot Based on a Closed-Loop Control Strategy

עיצוב מודולרי וייצור של רובוט חכם המבוסס על אסטרטגיה בקרת לולאה סגורה

Intelligent robots are part of a new generation of robots that are able to sense the surrounding environment, plan their own actions and eventually reach ...

Installation Method to Enhance Quality Control for Fiber Reinforced Polymer Spike Anchors

שיטת התקנה כדי לשפר את בקרת איכות עבור סיבים מחוזק פולימר ספייק עוגנים

Fiber reinforced polymer (FRP) anchors are a promising way to enhance the performance of externally-bonded FRPs applied to existing structures, as they ...

O-cresol Concentration Online Measurement Based On Near Infrared Spectroscopy Via Partial Least Square Regression

O-cresol ריכוז באינטרנט מדידה מבוסס על הקרוב ספקטרוסקופית אינפרא אדום דרך רגרסיה חלקית לפחות מרובע

Unlike macroscopic process variables, near-infrared spectroscopy provides process information at the molecular level and can significantly improve the ...

In Situ Surface Temperature Measurement in a Conveyor Belt Furnace via Inline Infrared Thermography

במדידת טמפרטורת פני השטח של סיטו בכבשן מסוע באמצעות תרמוגרפיה אינפרא-אדום מוטבעת

Measuring the surface temperature of objects that are processed in conveyor belt furnaces is an important tool in process control and quality assurance. ...