Badanie procesu transferu ładunku wzbudzanego światłem w organicznych ogniwach słonecznych za pomocą czasowo rozdzielczej fotoluminescencji i pobudzanego światłem elektronowego rezonansu spinowego

• Autorzy: Grankowska-Ciechanowicz S. , Iwan A. , Wołoś A. , Korona K. P. , Kamińska M.

Warianty tytułu

EN

Detection of Photo-Induced Charge Transfer in Organic Solar Cells by Time-Resolved Photoluminescence and Light-Induced Electron Spin Reseonance

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Organiczne ogniwa słoneczne są jednym z obiecujących sposobów przetwarzania energii słonecznej w elektryczną. Procesem mającym decydujący wpływ na ich działanie, jest transfer ładunku wzbudzany światłem. Techniki pomiarowe, które znalazły zastosowanie do bezpośredniej detekcji tego procesu, to czasowo rozdzielcza fotoluminescencja (TRPL – ang. time-resolved photoluminescence) i pobudzany światłem elektronowy rezonans spinowy (LESR – ang. light-induced electron spin resonance). Efektywny transfer ładunku, przy pomocy TRPL, rejestrowany jest jako wygaszanie luminescencji w wyniku przestrzennego rozseparowania ładunków przeciwnego znaku, a za pomocą LESR jako dwie linie pochodzące od dodatniego polaronu po stronie donora i ujemnego polarnu po stronie akceptora. W niniejszej pracy omówione zostaną wymienione techniki pomiarowe oraz ich zastosowanie do detekcji efektywnego transferu ładunku w organicznych ogniwach słonecznych.

EN

The organic solar cells are considered as promising way to convert solar energy into electricity. A crucial step in their operations is a photo-induced charge transfer (CT). Techniques, which directly detect this phenomenon, are Time-Resolved Photoluminescence (TRPL) and Light-induced Electron Spin Resonance (LESR). Effective photo-induced CT results in electrons and holes separation and creation of positive and negative polarons. First process is registered by TRPL as luminescence quenching, second by LESR as two lines, one from positive, and another from negative polarons. In this article, both techniques will be described as well their application in effective CT detection.

Słowa kluczowe

PL

transfer ładunku; organiczne ogniwa słoneczne; czasowo rozdzielcza fotoluminescencja; pobudzany światłem elektronowy rezonans spinowy

EN

charge transfer; organic solar cells; TRPL; (L)ESR

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Elektrotechniki
• Czasopismo: Prace Instytutu Elektrotechniki
• Rocznik: 2014
• Tom: Z. 264
• Strony: 65--71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys.

Twórcy

autor

Grankowska-Ciechanowicz S.

• Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski; Instytut Elektrotechniki, Oddział Technologii i Materiałoznawstwa Elektrotechnicznego we Wrocławiu

autor

Iwan A.

• Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski; Instytut Elektrotechniki, Oddział Technologii i Materiałoznawstwa Elektrotechnicznego we Wrocławiu

autor

Wołoś A.

• Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski; Instytut Elektrotechniki, Oddział Technologii i Materiałoznawstwa Elektrotechnicznego we Wrocławiu

autor

Korona K. P.

• Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski; Instytut Elektrotechniki, Oddział Technologii i Materiałoznawstwa Elektrotechnicznego we Wrocławiu

autor

Kamińska M.

• Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski; Instytut Elektrotechniki, Oddział Technologii i Materiałoznawstwa Elektrotechnicznego we Wrocławiu

Bibliografia

• 1. Deibel C., Dyakonov V.: Polymer-Fullerene Bulk Heterojunction Solar Cells. Raports on Progress in Physics, 73, 096401, 2010.
• 2. Cook S., Katoh R., Furube A.: Ultrafast Studies of Charge Generation in PCBM:P3HT Blend Films following Excitation of the Fullerene PCBM. The Journal of Physical Chemistry C, 113, 2547-2552, 2009.
• 3. Shames A.I., Bounioux C., Katz E.A., Yerushalmi-Rozen R., Zussman E.: Light-induced electron paramagnetic resonance evidence of charge transfer in electrospun fibers containing conjugated polymer/fullerene and conjugated polymer/fullerene/carbon nanotube blends. Applied Physics Letters, 100, 113303, 2012.
• 4. Krinichnyi V.I., Yudanova E.I.: Light-Induced EPR study of charge transfer in P3HT/ /PC71BM bulk heterojunctions. The Journal of Physical Chemistry C, 116, 9189-9195, 2012.
• 5. Carati C., Bonoldi L.: Density of trap states in organic photovoltaic materials from LESR studies of carrier recombination kinetics. Physical Review B, 84, 245205, 2011.
• 6. Poluektov O.G., Filippone S., Martín N., Sperlich A., Deibel C., Dyakonov V.: Spin Signatures of Photogenerated Radical Anions in Polymer-[70]Fullerene Bulk Heterojunctions: High Frequency Pulsed EPR Spectroscopy. The Journal of Physical Chemistry B, 114, 14426-14429, 2010.