Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tác động của tỷ lệ hòa trộn CuPc:C60 trong các tế bào quang điện lai hỗn hợp phẳng–hỗn hợp vi cấu trúc
Tóm tắt
Các tế bào quang điện lai hỗn hợp phẳng–hỗn hợp hiệu quả dựa trên đồng phthalocyanine (CuPc) và fullerene (C60) đã được chế tạo. Cấu trúc này, ngoài hiệu suất cao trong sự khuếch tán exciton của một heterojunction hỗn hợp, còn có điện trở thấp trong việc vận chuyển điện tải của heterojunction phẳng. Các tác động của các tỷ lệ trộn khác nhau CuPc:C60 được nghiên cứu qua hai giai đoạn và bằng cách thay đổi độ dày của CuPc và C60 tương ứng. Đồng thời, chúng tôi mô tả các cơ chế vận chuyển điện tải và xác định các mô hình bơm điện tải cho các tế bào. Đối với tế bào tối ưu hóa, mô hình dòng điện giới hạn bởi điện tích bẫy (TCLC) chiếm ưu thế. MoO3 là một trong những vật liệu thông dụng được sử dụng như lớp đệm anod để biến đổi điện cực ITO và cải thiện việc trích xuất điện tích. Theo kết quả AFM, sau khi lớp MoO3 được lắp đặt lên ITO, độ nhám trung bình bình phương (RMS) trên bề mặt giảm từ 8.31 xuống 4.14 nm. Độ dày tối ưu cho cả lớp CuPc và C60 là 20 nm. Cuối cùng, giá trị cao nhất về hiệu suất chuyển đổi năng lượng đạt được là 3.81% khi sử dụng tỷ lệ trộn CuPc:C60 là 1:1. Hơn nữa, mật độ dòng ngắn mạch (Jsc), hệ số lấp đầy (FF) và điện áp mở mạch (Voc) cho tế bào tối ưu hóa này lần lượt là 10.21 (mA/cm2), 0.64 (V) và 0.58.
Từ khóa
#CuPc:C60 #tế bào quang điện #hỗn hợp vi cấu trúc #hiệu suất chuyển đổi năng lượng #điện cực ITOTài liệu tham khảo
L. Reshma, K. Santhakumar, Org. Electron. 47, 43 (2017)
G. Chen, C. Si, P. Zhang, B. Wei, J. Zhang, Z. Hong, H. Sasabe, J. Kido, Org. Electron. 51, 69 (2017)
X. Guo, L. Xiao, W. Tang, B. Liu, R. Cui, Y. Zou, J. Mater. Sci. 48, 5839 (2013)
R. Scaria, F. Ali, S. Dhawan, S. Chand, J. Mater. Sci. 50, 562 (2015)
D. Ompong, M. Narayan, J. Singh, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 28, 7106 (2017)
X. Zhu, C. Gao, M. Xu, W. Gu, X. Shi, Y. Lei, Z. Wang, L. Liao, Synth. Methods 162, 2215 (2012)
N.S. Sabri, C.C. Yap, M. Yahaya, M.M. Salleh, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 24, 2188 (2013)
P. Lopez-Varo, J.A. Jimenez-Tejada, O. Marinov, J. Carceller, C. Chen, M. Deen, Org. Electron. 48, 95 (2017)
F. Chang, H. Li, B. Zheng, K. Qian, Q. Lei, G. Han, Y. Song, P. Shao, J. Mater. Sci. Mater. Electron. (2017). https://doi.org/10.1007/s10854-017-8041-9
S. Sun, Z. Fan, Y. Wang, J. Haliburton, J. Mater. Sci. 40, 1443 (2005)
J. Sun, Q. Zheng, S. Cheng, H. Zhou, Y. Lai, J. Yu, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 27, 3249 (2016)
T. Adhikari, J.M. Nunzi, O. Lebel, Org. Electron. 49, 392 (2017)
J. Sakai, T. Taima, K. Saito, Org. Electron. 9, 590 (2008)
S. Han, W.S. Shin, M. Seo, D. Gupta, S.J. Moon, S. Yoo, Org. Electron. 10, 797 (2009)
F. Qiao, A. Liu, Y. Zhou, Y. Xiao, P.O. Yang, J. Mater. Sci. 44, 1286 (2009)
P.W. Blom, V.D. Mihailetchi, L.J.A. Koster, D.E. Markov, Adv. Mater. 19, 1566 (2007)
S. Yu, A. Opitz, S. Grob, R. Resel, M. Oehzelt, W. Brütting, I. Salzmann, N. Koch, Org. Electron. 15, 2217 (2014)
M. Kikuchi, K. Takagi, H. Naito, M. Hiramoto, Org. Electron. 41, 121 (2017)
S. Kumar, D. Panigrahi, A. Dhar, Org. Electron. 38, 7 (2016)
B.P. Rand, J. Xue, S. Uchida, S.R. Forrest, J. Appl. Phys. 98, 124902 (2005)
M. Hssein, L. Cattin, M. Morsli, M. Addou, J. Bernède, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 28, 3684 (2017)
J. Xue, B.P. Rand, S. Uchida, S.R. Forrest, J. Appl. Phys. 98, 124903 (2005)
S. Ghasemi, M.G. Varnamkhasti, E. Shahriari, Opt. Quantum. Electron. 49, 62 (2017)
M.D. Irwin, D.B. Buchholz, A.W. Hains, R.P. Chang, T.J. Marks, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105, 2787 (2008)
L.G. Gerling, S. Mahato, C. Voz, R. Alcubilla, J. Puigdollers, Appl. Sci. 5, 705 (2015)
X. Xi, Q. Meng, F. Li, Y. Ding, J. Ji, Z. Shi, G. Li, Sol. Energy Mater. Sol. C 94, 628 (2010)
M.Y. Ameen, S. Pradhan, M.R. Suresh, V. Reddy, Opt. Mater. 39, 139 (2015)
D.W. Chou, C.J. Huang, T.C. Wang, W.R. Chen, T.H. Meen, J. Non-Cryst. Solids 356, 2161 (2010)
G. Sarasqueta, F. So, Sol. Energy Mater. Sol. C 93, 1456 (2009)
V. Kazukauskas, A. Arlauskas, M. Pranaitis, R. Lessmann, M. Riede, K. Leo, Opt. Mater. 32, 1680 (2010)
M.M. Bidgoli, M. Mohsennia, F.A. Boroumand, A.M. Nia, Semicond. Sci. Tech. 30, 065016 (2015)
F. Schauer, Sol. Energy Mater. Sol. C 87, 250 (2005)
S. Nespurek, O. Zmeskal, J. Sworakowski, Thin Solid Films. 516, 8962 (2008)
K.C. Aw, P.C. Ooi, K.A. Razak, W. Gao, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 24, 3125 (2013)
M. Bajpai, R. Srivastava, R. Dhar, R. Tiwari, Mater. Sci. Eng B 212, 70 (2016)
G.G. Raju, Dielectrics in Electric Fields (CRC Press, New York, 2003)
M.G. Varnamkhasti, H.R. Fallah, M. Mostajaboddavati, R. Ghasemi, A. Hassanzadeh, Sol. Energy Mater. Sol. C 98, 384 (2012)
Y. Li, H. Yu, X. Huang, Z. Wu, M. Chen, RSC. Adv. 7, 7900 (2017)
F. So, Organic Electronics: Materials, Processing, Devices and Applications (CRC Press, Boston, 2009)