Badanie wpływu rodzaju warstwy transportującej dziury na parametry elektryczne polimerowych ogniw słonecznych na bazie PTB7:PC71BM

• Autorzy: Iwan A. , Boharewicz B. , Hreniak A. , Tazbir I.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.09.05

Warianty tytułu

EN

Investigation of hole transporting layer kind on electrical properties of polymer solar cells based on PTB7:PC71BM

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono wpływ rodzaju warstwy transportującej dziury (HTL) na parametry elektryczne polimerowych ogniw fotowoltaicznych. Jako warstwę HTL zastosowano otrzymany metodą zol-żel tlenek molibdenu (MoOx) oraz PEDOT:PSS. Warstwę aktywną w ogniwie stanowiła mieszanina donorowo-akceptorowa na bazie PTB7 i PC71BM. Zbadano stabilność skonstruowanych polimerowych ogniw fotowoltaicznych w atmosferze powietrza po 8 dniach stwierdzając, iż ogniwa z warstwą MoOx wykazują lepszą stabilność niż ogniwa z warstwą PEDOT:PSS. Aczkolwiek, najwyższą wartość sprawności fotowoltaicznej określono na poziomie 5,1% dla polimerowego ogniwa fotowoltaicznego z warstwą PEDOT:PSS. W pracy przedstawiono wyniki pomiarów absorpcyjnych w zakresie UV-Vis, impedancji w postaci charakterystyk Nyquista oraz oszacowano ruchliwość nośników ładunków dla skonstruowanych ogniw.

EN

The main goal of this paper was investigation influence of kind of hole transporting layer (HTL) on the electrical properties of constructed polymer solar cells. As HTL MoOx obtained by sol-gel method and PEDOT:PSS was applied. The polymer solar cells devices were fabricated by spin coating the blend solution of poly({4,8-bis[(2-ethylhexyl)oxy]benzo[1,2-b:4,5-b′]dithiophene-2,6-diyl}{3-fluoro-2-[(2- ethylhexyl)carbonyl]thieno[3,4-b]thiophenediyl} (PTB7) as donor and [6,6]-phenyl C71 butyric acid methyl ester (PC71BM) as acceptor. Air stability of devices after 8th days were analyzed taking into consideration kind of HTL. Device with MoOx exhibited better stability than solar cell with PEDOT:PSS. However, the highest value of the power conversion efficiency reaches the level of 5.10% for the polymer solar cell with PEDOT:PSS layer. Additionally, Nyquist plots of constructed devices along with charge mobility and optical properties of PTB7 and their mixture with PC71BM were presented.

Słowa kluczowe

PL

fotowoltaika organiczna; polimerowe ogniwa słoneczne; zol-żel; PTB7

EN

organic photovoltaics; polymer solar cell; sol-gel; PTB7

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 9
• Strony: 20--23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Iwan A.

• Oddział Technologii i Materiałoznawstwa Elektrotechnicznego we Wrocławiu, Instytut Elektrotechniki, ul. M. Skłodowskiej-Curie 55/61, 50-369 Wrocław

autor

Boharewicz B.

• Oddział Technologii i Materiałoznawstwa Elektrotechnicznego we Wrocławiu, Instytut Elektrotechniki, ul. M. Skłodowskiej-Curie 55/61, 50-369 Wrocław

autor

Hreniak A.

• Oddział Technologii i Materiałoznawstwa Elektrotechnicznego we Wrocławiu, Instytut Elektrotechniki, ul. M. Skłodowskiej-Curie 55/61, 50-369 Wrocław

autor

Tazbir I.

• Oddział Technologii i Materiałoznawstwa Elektrotechnicznego we Wrocławiu, Instytut Elektrotechniki, ul. M. Skłodowskiej-Curie 55/61, 50-369 Wrocław

Bibliografia

• [1] Zhan X., Zhu D., Conjugated polymers for high-efficiency organic photovoltaics, Polym. Chem., 1, (2010), 409-419
• [2] Palewicz M., Iwan A., Photovoltaic phenomenon in polymeric thin layer solar cells, Current Phys. Chem. 1, (2011). 27-54
• [3] Leever B.J., Bailey C.A., Marks T.J., Hersam M.C., Durstock M.F., In Situ Characterization of Lifetime and Morphology in Operating Bulk Heterojunction Organic Photovoltaic Devices by Impedance Spectroscopy, Adv. Energy Mater. 2, (2012), 120- 128
• [4] Iwan A., Boharewicz B., Tazbir I., Filapek M., Enhanced power conversion efficiency in bulk heterojunction solar cell based on new polyazomethine with vinylene moieties and [6,6]-phenyl C61 butyric acid methyl ester by adding 10-camphorsulfonic acid, Electrochimica Acta, 159, (2015), 81-92
• [5] Iwan A., Boharewicz B., Tazbir I., Filapek M., Korona K.P., Wróbel P., Stefaniuk T., Ciesielski A., Wojtkiewicz J., Wronkowska A.A., Wronkowski A., Zboromirska-Wnukiewicz B., Grankowska-Ciechanowicz S., Kaminska M., Szoplik T., How do 10-camphorsulfonic acid, silver or aluminum nanoparticles influence optical, electrochemical, electrochromic and photovoltaic properties of air and thermally stable triphenylamine-based polyazomethine with carbazole moieties?, Electrochimica Acta, 185, (2015), 198-210
• [6] Iwan A., Palewicz M., Tazbir I., Boharewicz B., Pietruszka R., Filapek M., Wojtkiewicz J., Witkowski B.S., Granek F., Godlewski M., Influence of ZnO:Al, MoO3 and PEDOT:PSS on efficiency in standard and inverted polymer solar cells based on polyazomethine and poly(3-hexylthiophene), Electrochimica Acta, 191, (2016), 784-794
• [7] Ameri T., Khoram P., Min J., Brabec C.J., Organic Ternary Solar Cells: A Review, Adv. Mater. 25, (2013), 4245-4266
• [8] Heo S.W., Baek K.H., Lee T.H., Lee J.Y., Moon D.K., Enhanced performance in inverted polymer solar cells via solution process: Morphology controlling of PEDOT:PSS as anode buffer layer by adding surfactants, Org. Electr. 14, (2013), 1629-1635
• [9] Jung J.W., Lee J.U., Jo W.H., High-Efficiency polymer solar cells with water-soluble and self-doped conducting polyaniline graft copolymer as hole transport layer. J. Phys. Chem. C 114, (2010), 633-637
• [10] Petrus M.L., Bein T., Dingemans T.J., Docampo P., A low cost azomethine-based hole transporting material for perovskite photovoltaics, J. Mater. Chem. A, 3, 1(2015), 2159-12162

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.