Modyfikacja poziomów HOMO-LUMO P3HT poprzez domieszkowanie związkami organicznymi

• Autorzy: Wójcik K. , Iwan A. , Boharewicz B. , Tazbir I.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2015.9.3

Warianty tytułu

EN

HOMO-LUMO levels of P3HT modified by organic compounds

• Konferencja: Krajowa Konferencja Elektroniki (14 ; 08-12.06.2015 ; Darłówko Wschodnie, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy omówiono wpływ domieszkowania poli(3-heksylotiofenu) (P3HT) czterema związkami organicznymi o różnej kwasowości na spowolnienie degradacji P3HT. Wyznaczono dla P3HT i mieszanin potencjał jonizacji i powinowactwo elektronowe stosując woltamperometrię cykliczną i na ich podstawie określono poziomy energetyczne HOMO-LUMO oraz przerwę energetyczną (spektroskopia UV-vis) oraz parametry fotowoltaiczne dla skonstruowanych objętościowych, polimerowych ogniw słonecznych. Jako akceptor zastosowano ester metylowy kwasu [6,6]-fenylo-C₆₁-masłowego (PCBM). Przeprowadzone badania wykazały zależność stopnia degradacji P3HT od pKa. Ponadto domieszkowanie P3HT nie wpłynęło na zmianę właściwości elektrochromowych polimeru, aczkolwiek większe stężenia mogą wpłynąć na zmianę barwy. Przeprowadzone badania fotowoltaiczne wykazały, iż możliwe jest zastosowanie domieszkowanego P3HT jako donora w warstwie aktywnej. Najwyższą wartość sprawności fotowoltaicznej określono na poziomie 0,34% dla P3HT domieszkowanego kwasem p-aminobenzoesowym.

EN

In this paper were presented influence of poly(3-hexylthiophene) (P3HT) doping by four organic compounds with of varying acidity on the degradation of P3HT. Energy HOMO-LUMO levels, band gaps using electrochemical method and spectroscopy UV-vis and photovoltaic parameters of bulk heterojunction polymer solar cells were determined for P3HT and doped P3HT. The polymer solar cells were fabricated by spin coating the blend solution of the P3HT or doped P3HT as donor and [6,6]-phenyl C61 butyric acid methyl ester (PCBM) as acceptor. Our studies indicate pKa organic compounds dependence of the degree degradation P3HT. In addition, doping of P3HT did not change electrochromic properties of P3HT, although higher concentration of organic compound may affect color change. Photovoltaics studies have shown possibility to use doped P3HT as donor on active layer. The highest value of PCE equal 0.34 % were determined for the P3HT doped with p-aminobenzoic acid.

Słowa kluczowe

PL

domieszkowanie; P3HT; PCBM; elektrochromizm; polimerowe ogniwa słoneczne; ogniwa objętościowe; elektrochemia

EN

doping; P3HT; PCBM; electrochromism; polymer solar cell; bulk heterojunction devices; electrochemistry

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 56, nr 9
• Strony: 16--19
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Wójcik K.

• Instytut Elektrotechniki, Oddział Technologii i Materiałoznawstwa Elektrotechnicznego we Wrocławiu, Wrocław

autor

Iwan A.

• Instytut Elektrotechniki, Oddział Technologii i Materiałoznawstwa Elektrotechnicznego we Wrocławiu, Wrocław

autor

Boharewicz B.

• Instytut Elektrotechniki, Oddział Technologii i Materiałoznawstwa Elektrotechnicznego we Wrocławiu, Wrocław

autor

Tazbir I.

• Instytut Elektrotechniki, Oddział Technologii i Materiałoznawstwa Elektrotechnicznego we Wrocławiu, Wrocław

Bibliografia

• [1] Y. Li, “Molecular design of photovoltaic materials for polymer solar cells: Towards suitable electronic energy levels and broad absorption”, Acc. Chem. Res. vol. 45, 723–733, 2012.
• [2] F. Liu, J. M. Nunzi, “Air stable hybrid inverted tandem solar cell design”, Appl. Phys. Lett. vol. 99, 063301/1-3, 2011.
• [3] S.-Y. Park, H. O. Seo, K.-D. Kim, W. H. Shim, J. Heo, S. Cho, “Organic solar cell fabricated by one-step deposition of a bulk heterojunction mixture and TiO2/NiO hole-collecting agents”, J. Phys. Chem. C vol. 116, 15348–15352, 2012.
• [4] M. P. Nikiforov, J. Strzalka, S. B. Darling, “Delineation of the effects of water and oxygen on degradation of organic photovoltaic devices”, Sol. Energ. Mat. Sol. C. vol. 110, 36–42, 2013.
• [5] M. V. Madsen, T. Tromholt, A. Bottiger, J. W. Andreasen, K. Norrman, F. C. Krebs, “Influence of processing and intrinsic polymer parametrs on photochemical stability of polythiophene thin films”, Polym. Degrad. Stab. vol. 97, 2412–2417, 2012.
• [6] A. Pron, P. Rannou, “Processible conjugated polymers: from organic semiconductors to organic metals and superconductors”, Progr Polym Sci. vol. 27, 135–190, 2002.
• [7] B. W. D’Andrade, S. Datta, S. R. Forrest, P. Djurovich, E. Polikarpov, M. E. Thopson, “Relationship between the ionization and oxidation potentials of molecular organic semiconductors”, Org. Elect. Vol. 6, 11–20, 2005.
• [8] E. Poverenov, N. Zamoshchik, A. Patra, Y. Ridelman, M. Bendikov, “Unusual Doping of Donor-Acceptor-Type Conjugated Polymers Using Levis Acids”, J. Am. Chem. Soc. Vol. 136, 5138–5149, 2014.

Uwagi

PL

Podziękowania dla Narodowego Centrum Badań i Rozwoju (NCBiR) za wsparcie finansowe projektu pt.: „Nowe polimerowe ogniwa fotowoltaiczne: Badanie wpływu budowy polimeru, architektury ogniwa oraz rodzaju domieszki na sprawność polimerowych ogniw słonecznych opartych na poliazometinach i politiofenach” (POF) otrzymane w ramach I konkursu NCBiR „Program Badań Stosowanych” (nr PBS1/A5/27/2012).