Support for this work was provided by DOE STTR grant DE-SC0003664 on Parallel Tandem Organic Solar Cells with Carbon Nanotube Sheet Interlayers and Welch Foundation grant AT-1617. The authors thank J. Bykova for providing CNT forests and A. R. Howard, K. Meilczarek, and J. Velten for technical assistance and useful discussions.

1. İndiyum Kalay Oksit (ITO) Desenlendirme ve Temizlik NOT: 15Ω / □ İTO cam ve satın alma ya da spin kaplama ve fotolitografiyle için uygun boyutlarda ITO cam kesti. Mümkün olduğunca büyük bir cam parçası üzerinde adımları 1,1-1,7 gerçekleştirmek, ve sonra daha küçük cihazların içine kesmek için en etkili yöntemdir. Ayrıca 1.1-1.7 ITO-tarafı yukarı dönük olmak üzere İTO cam gerektiren adımları unutmayın. Bu multimetrenin direnç ayarı ile kolayca kontrol edilebilir. <ol><li> 1 dakika boyunca 3000 rpm hızında İTO camın İTO-yüzüne S1813 pozitif fotodirenç Spin kat 1 mi. , Büyük cam parçaları için direnmek daha kullanın tüm cam kaplı olduğundan emin olun ve sıkma kaplayıcıyı başlamadan önce varsa kabarcıkları. </li><li> 1 dakika boyunca 115 ° C de, sıcak bir plaka üzerinde, kaplanmış cam karşı yeniden birleşir. </li><li> Örnek ve temas hizalayıcısı üzerine fotomaske yükleyin. </li><li> Bir onaylama için ışığa dirençli kaplanmış İTO cam Açığauygun zaman. Maruz kalma süresi 10 saniye civarındadır, ancak UV lambası yoğunluğu, fotorezist Çeşidi ve kalınlığına göre, bu zaman değişir. </li><li> MF311 geliştirici UV maruz kalan yüzeylerde geliştirin. Bir dönüş işlemcinin otomatik işlemleri en iyi ve en tekrarlanabilir sonuçlar üretir, ancak takip kalkınma elle yapılabilir. <ol><li> Geliştirici 1 dakika boyunca UV maruz kalan tabakaları daldırın, deiyonize (Dİ) su içinde durulama ve bir azot tabancası ile kurutuldu. Geliştirici hızlı gücünü kaybeder, çünkü örnekler arasındaki geliştirici değiştirin, ya da geliştirici yeniden ne zaman alternatif geliştirme süresini artırın. </li></ol></li><li> Konsantre edilmiş hidroklorik asit (HCI) İTO substratlar etch. Bu, HCl konsantrasyonuna bağlı olarak, 5-10 dakika arası sürer. Kuru DI su içinde durulayın ve bir multimetre ile kazınmış kısımlarının mukavemetliliğini test edin. Herhangi bir iletkenlik kalırsa, daha uzun bir süre aşınmaya. </li><li> Aşındırma işlemi tamamlandıktan sonra, p kaldırmaAseton ile hotoresist. Fotorezist bu istemi çıkarılması desenli ITO gravür fazla kalıntı HCl engeller. </li><li> Gerekirse, aygıt boyutları içine kazınmış İTO cam yüzeylerde kesti. </li><li> Son olarak izopropil alkol DI su, aseton, tolüen, metanol, ve - çözücülerin bir dizisinde bir banyo ultrasonikatör içinde İTO yüzeylerin temizlenmesi. </li></ol> 2. OPV Alt hücre Fabrikasyon <ol><li> PC 61 BM çözüm: P3HT hazırlayın. NOT: En tutarlı sonuçlar için, bir azot ortamında çözümleri hazırlamak. Bu ortam koşullarında bu prosedürü takip etmek mümkündür. <ol><li> Bul ve iki temiz, ~ 4 ml cam şişe ve kapaklar kütlesini yazmak ve başka onları ayırmak için kalıcı bir kalem ile işaretleyin. </li><li> (P, bir nitrojen veya argon eldiven kutusu içinde, bir şişeye poli (3-hexylthiophene-2,5-diil) (P3HT) yaklaşık olarak 10 mg transferi ve fenil-Cı 61 -butirik asit metil esterin sadece yaklaşık olarak, 10 mgDiğer C 61 BM). </li><li> P3HT ve PC 61 BM kütlesini bulmak için tekrar şişeleri tartılır. </li><li> Çözüm verme sürecinin geri kalanı için bir torpido gözü içine P3HT ve PC 61 BM ile şişeleri aktarın. </li><li> Her bir şişeye manyetik bir karıştırma çubuğu ilave edin ve daha sonra 45 mg / ml çözeltinin oluşturmak için her kadar klorobenzen ekleyin. </li><li> Yaklaşık 2 saat boyunca ya da çözücüler tamamen çözülene kadar 55 ° C&#39;de manyetik karıştırma sıcak bir plaka üzerinde çözüm yerleştirin. </li><li> BM solüsyonları birbirine P3HT ve PC 61 eşit hacimlerini karıştırın ve kullanımdan önce, bir saat daha karıştırılmış solüsyon karışmaya bırakıldı. </li></ol></li><li> PC 71 BM çözüm: PTB7 hazırlayın. <ol><li> Tekrar ile 2.1.4 için 2.1.1 adımları 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}) Bunun yerine P3HT ve PC (PTB7) ve fenil-7,1-butirik asit metil ester (PC 71 BM)61 BM. </li><li> Klorobenzen hacim 1,8-diiodooctane (DIO) ile% 3 arasında bir karışımını yapın. Bu karışım, DIO-Cs olarak adlandırılır. </li><li> 40 mg / ml solüsyon için PC 71 BM şişeye, bir 12 mg / ml çözelti ve yeterli, DIO-CB için PTB7 şişeye kadar, DIO-CB eklemek daha sonra her bir şişeye manyetik bir karıştırma çubuğu ilave edin ve. </li><li> Bu çözüm, iki gün boyunca 70 ° C&#39;de bir sıcak plaka üzerinde karıştırılmıştır edelim. </li><li> 1.5 PC 71 1 BM için PTB7 bir ağırlık oranında çözümler karıştırın. </li><li> Kullanmak için 70 ° C&#39;de bir saat daha karıştırılmış çözelti, karıştırma öncesinde izin verin. </li></ol></li><li> Filtre poli (3,4-etilendioksitiyofen) poli (sitiren) (PEDOT: PSS), bir 0.45 um gözenek boyutlu naylon filtre yolu ile. Bu prosedür P VP AI4083 kullanır. </li><li> Spin Coat Aktif katmanları. <ol><li> Temizlenmiş İTO alt tabakalar yer 5 dakika boyunca UV-Ozon süpürge içine kadar İTO-yan. </li><li> Spin-ceket filtrelenmiş PEDOT 120 ul: PSS tedavi UV-ozon üzerine, ITO- cam tabakanın desenli1 dakika için 3000 rpm&#39;de s. Bu, 30 nm kalınlığında bir tabaka vermesi gerekir. </li><li> 180 ° C&#39;de 5 dakika boyunca, PSS kaplanmış İTO substratlar: PEDOT tavlanması. </li><li> Spin-kat karışık P3HT 70 ul: PC 61 BM çözeltisi PEDOT üzerine: PSS kaplanmış İTO 1 dakika boyunca yaklaşık 1000 rpm&#39;de alt tabakalar. 200 nm kalınlığında olarak aktif bir tabakanın kaplanması için gerekli olarak oranını değişir. </li><li> P3HT tavlanması: Bilgisayar 61 BM kaplanmış alt tabakaları, 170 ° C&#39;de 5 dakika daha karıştırıldı. Sonuçlar, uygun tavlama sıcaklığında değişebilir. </li><li> Spin-kat karışık PTB7 70 ul: PC 71 BM çözeltisi PEDOT üzerine: PSS kaplanmış İTO 1 dakika boyunca yaklaşık 700 rpm&#39;de alt tabakalar. 100 nm kalınlığında olarak aktif bir tabakanın kaplanması için gerekli olarak oranını değişir. </li><li> PTB7 yükleyin: PC, yüksek vakum 71. BM kaplı yüzeylerde (&lt;2 x 10 -6 Torr) odasını artık DIO çıkarmak için. Tipik haliyle, bölme O / N örneklerini bırakın. </li></ol></li></ol> 3. Tandem Cihazı Üretiyor &lt;ol&gt; <li> Laminat CNT elektrotlar. <ol><li> Bir tandem cihaz yapmak için ikiye PTB7 ve P3HT yüzeylerde kesin. Bir uzman İTO desen bu adımı ihtiyaç olmaz. İTO modeli, en az iki paralel İTO uzakta diğerinden mm bir kenarından uzanan elektrodlardır olmalıdır. </li><li> Birinci cam kenarlarından polimer ve PEDOT uzak silerek PTB7 ve P3HT kaplanmış alt-tabakaların hazırlanması, ve Şekil 1 &#39;deki birinci panel görüldüğü gibi ortak bir elektrot olarak kullanılır İTO şeridi maruz bırakmaktadır. </li><li> PTB7 ve P3HT elektrotların üstüne CNT ortak bir elektrot Laminat. , Cihaz üzerindeki filtre kağıdının CNT tarafına yerleştirerek hafifçe bastırarak ve sonra uzak filtre kağıdı soyulması ile bir SWCNT sürün. Bu, Şekil 1 &#39;deki ikinci panelde gösterilmektedir. </li><li> Metoksi-nonaflorobütan uygulayarak yüzeye CNT elektrot yoğunlaştırılması (C4 F 9 OCH3) (HFE) ve küçük Amou ile CNT kaplayaraksıvının nt ve sonra kapalı kurumasına izin. </li><li> . Şekil 1 &#39;de, üçüncü panelinde gösterildiği gibi, kapı elektroduna sahip olacak İTO üst ve cam, polimer ve CNT silin bir tıraş bıçağı ile kapı sızıntıyı önlemek için camın tüm polimer çıkarın. </li><li> PTB7 ve P3HT kaplanmış alt-tabakaların temizlenmiş alanı üzerine CNT kapı elektroduna Laminat. Bir jilet ile MWCNT orman kenarından çekerek MWCNT lamine ve sac bazı kılcal tüpler arasında serbestçe bekletin. Cihaza CNT laminat bağlantısız tabaka içinden cihazı geçirin. Ortak elektrot üzerine belirtildiği gibi kapı elektrot tabakalar 2-3 kat daha fazla olması gerekir. </li><li> HFE&#39;nin ile kapı elektrodu yoğunlaştırmak. </li></ol></li><li> Iyonik sıvının küçük bir damla (≈10 ul) yerleştirin N, N -dietil-N N-metil-- (2-metoksietil) biri CNT elektrotların her ikisininde en üstüne amonyum tetrafluoroborat, deme-BF4Substratların. </li><li> Dikkatle her-üst üste yaygın ve kapı elektrot iyonik sıvı ile alt-tabakanın üzerine iyonik sıvı olmadan yerleştirilmesidir. Bu, Şekil 1 &#39;in son panelinde gösterilir. </li><li> Aktif bir alanı üzerinde, elektrot boyutundan daha küçük bir delik boyutu olan bir ışık-maskesi yerleştirin. Yerinde fotomaske tutmak yanı sıra test sırasında birlikte cihazı tutmak için küçük klipleri kullanın. </li></ol> 4. Cihazı ölçün <ol><li> Ölçüm izolasyon kutusu içine cihazı aktarın. </li><li> Elektrik bağlantılarını yapın. <ol><li> Ortak elektrot ve toprak gibi ortak ile kapı elektrot arasındaki kapı güç kaynağını bağlayın. </li><li> Anot veya her iki anot birinin seçilmesini sağlayan anahtarı bağlı tellere iki İTO tutyaları bağlayın. </li><li> Kaynak ölçü biriminin girişine anahtarının çıkışını bağlayın. </li><li> Kaynak beden ölçüsü zeminini bağlayınOrtak elektrot URE birimi. </li></ol></li><li> V Gate artan için aşağıdaki adımları yineleyerek cihazın IV özelliklerini ölçün. <ol><li> 0.25 V. artışlarla V Gate V Kapısı&#39;ndan = 2 V = 0 V başlayarak, bir sonraki değere V Gate ayarlayın </li><li> 5 dakika bekleyin ya da kapı akımı stabilize olana kadar. İdeal olarak, kapı akımı nanoamper 10s civarında istikrar gerekir. </li><li> Alt-hücrelerinin her ikisi için anahtarını ayarlayın. </li><li> Lamba deklanşöre açın. </li><li> Yaklaşık 100 artışlarla veya daha fazla 1 volt -1 volt kaynak ölçü birimi üzerinde bir gerilim taraması çalıştırın. </li><li> -1 Volt 1 volt gerilim taraması çalıştırın. </li><li> Lamba deklanşöre kapatın. </li><li> Yeniden gerilim süpürür çalıştırın. </li><li> Ön alt hücreye getirin. </li><li> Tekrar 4.3.8 için 4.3.4 adımları. </li><li> Arka alt hücreye getirin. </li><li> Tekrar 4.3.8 için 4.3.4 adımları. </li></ol></li><li> Cihaz parametreleri hesaplamak. &lt;ol&gt; <li> Alt hücre üzerindeki gerilim 0 V olduğu zaman, cihaz tarafından üretilen akım bularak her V Gate her alt hücrenin kısa devre akımı (J SC) bulun </li><li> Alt-hücre üzerindeki akım 0 A olduğunda, cihaz tarafından üretilen voltaj bularak her V Gate her alt hücrenin açık devre gerilimi (V OC) bulun </li><li> Her akım değeri, her voltaj değerini çarparak ve maksimum (en olumsuz) değer seçerek güneş hücresinden maksimum güç çıkışı bulun. Bu bir fotoğraf oluşturulan akım gibi olumsuz akımını ölçen varsayar. </li><li> Giriş ışık gücü ile maksimum güç bölünmesi ile güç dönüşüm verimliliği (η) bulabilirsiniz. </li><li> J SC ve V OC ürünün maksimum güç bölünmesi ile doldurma faktörü (FF) bulabilirsiniz. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<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> Nature Photonics. 6, 591-595 (2012).</li><li>Yuan, Y., Huang, J., Li, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intermediate+layers+in+tandem+organic+solar+cells.">Intermediate layers in tandem organic solar cells.</a> Green. 1 (1), 65-80 (2011).</li><li>Kim, J. 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=Efficient+tandem+polymer+solar+cells+fabricated+by+all-solution+processing.">Efficient tandem polymer solar cells fabricated by all-solution processing.</a> Science. 317 (5835), 222-225 (2007).</li><li>Yu, B., Zhu, F., Wang, H., Li, G., Yan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=All-organic+tunnel+junctions+as+connecting+units+in+tandem+organic+solar+cell.">All-organic tunnel junctions as connecting units in tandem organic solar cell.</a> Journal of Applied Physics. 104 (11), (2008).</li><li>Schueppel, R., 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=Controlled+current+matching+in+small+molecule+organic+tandem+solar+cells+using+doped+spacer+layers.">Controlled current matching in small molecule organic tandem solar cells using doped spacer layers.</a> Journal of Applied Physics. 107 (4), (2010).</li><li>Hiramoto, M., Suezaki, M., Yokoyama, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+thin+gold+interstitial-layer+on+the+photovoltaic+properties+of+tandem+organic+solar+cell.">Effect of thin gold interstitial-layer on the photovoltaic properties of tandem organic solar cell.</a> Chemistry Letters. 19 (3), 327-330 (1990).</li><li>Xue, J., Uchida, S., Rand, B. P., Forrest, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Asymmetric+tandem+organic+photovoltaic+cells+with+hybrid+planar-mixed+molecular+heterojunctions.">Asymmetric tandem organic photovoltaic cells with hybrid planar-mixed molecular heterojunctions.</a> Applied Physics Letters. 85 (23), 5757 (2004).</li><li>Tanaka, 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=Monolithic+parallel+tandem+organic+photovoltaic+cell+with+transparent+carbon+nanotube+interlayer.">Monolithic parallel tandem organic photovoltaic cell with transparent carbon nanotube interlayer.</a> Applied Physics Letters. 94 (11), (2009).</li><li>Mielczarek, K., Cook, A., Kuznetsov, A., Zakhidov, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=OPV+Tandems+with+CNTS:+Why+Are+Parallel+Connections+Better+Than+Series+Connections.">OPV Tandems with CNTS: Why Are Parallel Connections Better Than Series Connections.</a> Low-Dimensional Functional Materials. , 179-204 (2013).</li><li>Kim, J. 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=Efficient+tandem+polymer+solar+cells+fabricated+by+all-solution+processing.">Efficient tandem polymer solar cells fabricated by all-solution processing.</a> Science. 317 (5835), 222-225 (2007).</li><li>Kuznetsov, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Physics of electron field emission by self-assembled carbon nanotube arrays. , (2008).</li><li>Kuznetzov, A. A., Lee, S. B., Zhang, M., Baughman, R. H., Zakhidov, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electron+field+emission+from+transparent+multiwalled+carbon+nanotube+sheets+for+inverted+field+emission+displays.">Electron field emission from transparent multiwalled carbon nanotube sheets for inverted field emission displays.</a> Carbon. 48 (1), 41-46 (2010).</li><li>Zakhidov, A. A., Suh, D. -. 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=Electrochemically+Tuned+Properties+for+Electrolyte-Free+Carbon+Nanotube+Sheets.">Electrochemically Tuned Properties for Electrolyte-Free Carbon Nanotube Sheets.</a> Advanced Functional Materials. 19 (14), 2266-2272 (2009).</li><li>Cook, A., Yuen, J. D., Zakhidov, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ion-Reconfigurable+photovoltaic+cells,+hybrid+tandems+and+photodetectors+with+CNT+ionic+gate.">Ion-Reconfigurable photovoltaic cells, hybrid tandems and photodetectors with CNT ionic gate.</a> US Patent Application. 61, (2012).</li><li>Cook, A. B., Yuen, J. D., Zakhidov, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemically+gated+organic+photovoltaic+with+tunable+carbon+nanotube+cathodes.">Electrochemically gated organic photovoltaic with tunable carbon nanotube cathodes.</a> Applied Physics Letters. 103 (16), (2013).</li><li>Wadhwa, P., Liu, B., McCarthy, M. A., Wu, Z., Rinzler, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electronic+Junction+Control+in+a+Nanotube-Semiconductor+Schottky+Junction+Solar+Cell.">Electronic Junction Control in a Nanotube-Semiconductor Schottky Junction Solar Cell.</a> Nanoletters. 10 (12), 5001-5005 (2010).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Paralel tandem güneş hücreleri tasarlarken sonuçları birkaç hususlar vurgulayın. Alt-hücrelerinin bir kötü çalışıyorsa Özellikle, tandem performans olumsuz etkilenir. Sonuçlar iki ana etkisi olduğunu göstermektedir. Bir alt-hücre kısa devre ise, örneğin, ohmik davranış gösterir, FF T kötü alt hücre FF daha yüksek olacaktır. J T SC ve V T OC benzer etkilenecektir. V Kapı düşüktür ve P3HT alt hücre üzerinde aç?...

Polimer yarı iletkenler nedeniyle ısıya hassas yüzeylerde yüksek ekstensiyonu iyi ulaşım özellikleri, esneklik ve uyumluluk önde gelen organik fotovoltaik (OPV) malzemelerdir. OPV aygıt, güç dönüşüm verimliliği, η, onları giderek sürdürülebilir bir enerji teknolojisi, yapım 9.1% 1 gibi yüksek tek hücre verimleri ile, son yıllarda önemli ölçüde atladı. Η gelişmelere rağmen, cihazların ince optimum etkin katman kalınlıkları ışık emilimini sınırlamak ve güvenilir imalat engel. Buna ek olarak, her bir polimerin ışık emiliminin spektrum genişliği, inorganik malzemelere kıyasla oldukça sınırlıdır. Spektral duyarlılığı, farklı eşleştirme polimerleri tandem mimarileri 2 gerekli bir yenilik yaparak, bu zorlukları atlar. Serisi tandem cihazlar en yaygın tandem mimarisi vardır. Bu tasarımda, bir elektron nakil malzemelerve arkadaşları, isteğe bağlı bir metal rekombinasyon tabakası ve bir delik taşıma katmanı alt-hücreler olarak adlandırılan iki ayrı foto katman bağlanır. Bir seri konfigürasyonda bir alt-hücre bağlama kombine aygıtın açık devre gerilimi arttırır. Bazı gruplar degenerately katkılı taşıma katmanları 3 ile başarı vardı - 5, ama daha grupları katlarında 6,7 delik ve elektronların rekombinasyon yardım etmek için altın veya gümüş parçacıkları kullandık. Bunun aksine, paralel tandemler iki aktif tabakasının birleştirilmesi, yüksek iletkenlik elektrotu ya anot ya da katot gerektirir. Ara katman metalik parçacıklar içeren seriye ait ardışık arakatmanlarının azaltır ve daha da çok ince, sürekli metal elektrotlar oluşan paralel ardışık ara katmanları için bulunacak şekilde oldukça şeffaf olmalıdır. Karbon nanotüpler (CNT) yaprak metal tabakalardan daha yüksek şeffaflık gösteriyor. Nanotech Enstitüsü Yani, Shimane Üniversitesi ile işbirliği içinde, int varMonolitik, paralel ardışık cihazlarda 8 ara kat elektrot olarak kullanma yaklaşımını ortaya roduced. Önceki çabaları interlayer anot 8,9 olarak işlev CNT levhalar ile monolitik, paralel, tandem OPV cihazlar özellikli. Bu yöntemler daha sonra paso bir veya hücrelerden ya da zararlı önceki tabakaların kısa devre önlemek için özel bakım gerektirir. Bu yazıda tarif edilen yeni bir yöntem, iki tek hücre polimerik aktif tabakalarının üstüne CNT elektrot yerleştirilerek imalatı kolaylaştırır, Şekil 1 &#39;de gösterildiği gibi daha sonra iki ayrı cihaz lamine. Bu yöntem, bir hava dahil olmak üzere, cihaz olarak dikkat çekicidir -Kararlı CNT katot, sadece kuru ve çözüm işleme istihdam ortam koşullarında tamamen imal edilebilir. Bunlar, fotoaktif bölgeden elektronları toplamak amacıyla çalışma fonksiyonu azaltmak için N-tipi katkılama gerektiren CNT sayfaları, gerçekte iyi katot değildirBir güneş hücresinin 10. 14 - Bir elektrolit içinde şarj çift katmanlı elektrik, bu tür bir iyonik sıvı, CNT iş fonksiyonlu 11 elektrotlar kaydırmak için kullanılabilir. Kapı voltajı (V Kapı) artar, Şekil 2, bir önceki kağıt 15&#39;te açıklandığı ve gösterildiği gibi, CNT ortak elektrotun iş fonksiyonlu elektrot asimetri yaratmak, azaltılır. Bu OPV en alıcısı elektronları toplama lehine OPV en donörden delik toplanmasını engeller ve cihazlar fotodiyot 15 davranış içine verimsiz photoresistor değişen, AÇIK. Aynı zamanda, enerji güneş pili 15 tarafından üretilen enerji önemsiz karşılaştırılır cihazı ve kapak kaçak akımlar nedeniyle kaybedilen enerji şarj etmek için kullanılabilir olduğunu belirtmek gerekir. CNT elektrotlar iyonik yolluk nedeniyle devletlerin düşük yoğunluk ve yüksek için çalışma fonksiyonu üzerinde büyük bir etkiye sahiptirCNT elektrot hacim oranı yüzey alanı. Benzer yöntemler, N-Si 16 CNT ara yüzeyinde bir Schottky bariyerini geliştirmek üzere kullanılmaktadır.

<table><tbody><tr><td>Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly-(styrenesulfonate)</td><td>Heraeus</td><td>Clevios PVP AI 4083</td><td></td></tr><tr><td>poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl)&amp;nbsp;</td><td>Rieke Metals&amp;nbsp; Inc.</td><td>P3HT:&amp;nbsp; P200</td><td></td></tr><tr><td>phenyl-C&lt;sub&gt;61&lt;/sub&gt;-butyric&amp;nbsp; acid methyl&amp;nbsp; ester</td><td>1- Material</td><td>PC61BM</td><td></td></tr><tr><td>Poly({4,8-bis[(2-ethylhexyl)oxy]benzo[1,2-b:4,5-b&amp;prime;]dithiophene-2,6-diyl}{3-fluoro-2-[(2-ethylhexyl)carbonyl]thieno[3,4-b]thiophenediyl})&amp;nbsp;</td><td>1- Material</td><td>PTB7</td><td></td></tr><tr><td>phenyl-C&lt;sub&gt;61&lt;/sub&gt;-butyric acid methyl&amp;nbsp; ester</td><td>Solenne</td><td>PC71BM</td><td></td></tr><tr><td>1,8-Diiodooctane</td><td>Sigma Aldrich</td><td>250295</td><td></td></tr><tr><td>Chlorobenzene</td><td>Sigma Aldrich</td><td>284513</td><td></td></tr><tr><td>Indium Tin Oxide Coated Glass 15 Ohm/SQ</td><td>Lumtec</td><td></td><td></td></tr><tr><td>S1813</td><td>UTD Cleanroom</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MF311</td><td>UTD Cleanroom</td><td></td><td></td></tr><tr><td>HCl</td><td>UTD Cleanroom</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Acetone</td><td>Fisher Scientific</td><td>A18-20</td><td></td></tr><tr><td>Toluene</td><td>Fisher Scientific</td><td>T323-20</td><td></td></tr><tr><td>Methanol</td><td>BDH</td><td>BDH1135-19L</td><td></td></tr><tr><td>Isopropanol</td><td>Fisher Scientific</td><td>A416-20</td><td></td></tr><tr><td>CEE Spincoater</td><td>Brewer Scientific</td><td></td><td>http://www.utdallas.edu/research/cleanroom/tools/CEESpinCoater.htm</td></tr><tr><td>Contact Printer</td><td>Quintel</td><td>Q4000-6</td><td>http://www.utdallas.edu/research/cleanroom/QuintelPrinter.htm</td></tr><tr><td>CPK Spin Processor</td><td></td><td></td><td>http://www.utdallas.edu/research/cleanroom/tools/CPKsolvent.htm</td></tr><tr><td>Spin Coater</td><td>Laurell</td><td>WS-400-6NPP/LITE</td><td></td></tr><tr><td colspan="4">[header]</td></tr><tr><td>Glove Box</td><td>M-Braun</td><td>Lab Master 130</td><td></td></tr><tr><td>Solar Simulator</td><td>Thermo Oriel/Newport</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Keithley 2400 SMU</td><td>Keithley/Techtronix</td><td>2400</td><td></td></tr><tr><td>Keithley 7002 Multiplexer</td><td>Keithley/Techtronix</td><td>7002</td><td></td></tr><tr><td>Ultrasonic Cleaner</td><td>Kendal</td><td>HB-S-49HDT</td><td></td></tr><tr><td>Micropipette</td><td>Eppendorf</td><td>200 &amp;micro;l</td><td></td></tr></tbody></table>

ambient method for the production of an ionically gated carbon nanotube common cathode in tandem organic solar cells

A method of fabricating organic photovoltaic (OPV) tandems that requires no vacuum processing is presented. These devices are comprised of two solution-processed polymeric cells connected in parallel by a transparent carbon nanotubes (CNT) interlayer. This structure includes improvements in fabrication techniques for tandem OPV devices. First the need for ambient-processed cathodes is considered. The CNT anode in the tandem device is tuned via ionic gating to become a common cathode. Ionic gating employs electric double layer charging to lower the work function of the CNT electrode. Secondly, the difficulty of sequentially stacking tandem layers by solution-processing is addressed. The devices are fabricated via solution and dry-lamination in ambient conditions with parallel processing steps. The method of fabricating the individual polymeric cells, the steps needed to laminate them together with a common CNT cathode, and then provide some representative results are described. These results demonstrate ionic gating of the CNT electrode to create a common cathode and addition of current and efficiency as a result of the lamination procedure.

Bu cihazlar ışık büyük bir aralığa emebilen polimerler, önemli ölçüde farklı bant aralıkları özellikle polimerleri, farklı meydana gelen bir ikili cihaz pratik bir ilgi çekmektedir. Bu cihaz yapıda, PTB7 alt hücre arka hücredir ve P3HT ön alt-hücresidir. P3HT alt hücre PTB7 alt hücre tarafından emilen daha uzun dalga boyu ışık için büyük ölçüde saydam olduğu için bu ışık büyük miktarını emmek üzere tasarlanmıştır. Tandem, ön veya sırasıyla geri hücreye atıfta zaman net...

Watch this Scientific Journal Video about Ambient Method for the Production of an Ionically Gated Carbon Nanotube Common Cathode in Tandem Organic Solar Cells at JoVE.com

Ambient Method for the Production of an Ionically Gated Carbon Nanotube Common Cathode in Tandem Organic Solar Cells

A method of fabricating, in ambient conditions, organic photovoltaic tandem devices in a parallel configuration is presented. These devices feature an air-processed, semi-transparent, carbon nanotube common cathode.

Tandem Organik Güneş Pilleri bir iyonik Geçitli Karbon Nanotüp Ortak Katot Üretimi için ortam Yöntemi

A method of fabricating organic photovoltaic (OPV) tandems that requires no vacuum processing is presented. These devices are comprised of two ...

ambient-method-for-production-an-ionically-gated-carbon-nanotube

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Engineering

9.3K Görüntüleme.  The University of Texas at Dallas. A method of fabricating, in ambient conditions, organic photovoltaic tandem devices in a parallel configuration is presented. These devices feature an air-processed, semi-transparent, carbon nanotube common cathode.

Video: Ambient Method for the Production of an Ionically Gated Carbon Nanotube Common Cathode in Tandem Organic Solar Cells

Harvesting Solar Energy by Means of Charge-Separating Nanocrystals and Their Solids

Conjoining different semiconductor materials in a single nano-composite provides synthetic means for the development of novel optoelectronic materials offering a superior control over the spatial distribution of charge carriers across material interfaces. As this study demonstrates, a combination of donor-acceptor nanocrystal (NC) domains in a single nanoparticle can lead to the realization of efficient photocatalytic1-5 materials, while a layered assembly of donor- and acceptor-like nanocrystals films gives rise to photovoltaic materials.
Initially the paper focuses on the synthesis of composite inorganic nanocrystals, comprising linearly stacked ZnSe, CdS, and Pt domains, which jointly promote photoinduced charge separation. These structures are used in aqueous solutions for the photocatalysis of water under solar radiation, resulting in the production of H2 gas. To enhance the photoinduced separation of charges, a nanorod morphology with a linear gradient originating from an intrinsic electric field is used5. The inter-domain energetics are then optimized to drive photogenerated electrons toward the Pt catalytic site while expelling the holes to the surface of ZnSe domains for sacrificial regeneration (via methanol). Here we show that the only efficient way to produce hydrogen is to use electron-donating ligands to passivate the surface states by tuning the energy level alignment at the semiconductor-ligand interface. Stable and efficient reduction of water is allowed by these ligands due to the fact that they fill vacancies in the valence band of the semiconductor domain, preventing energetic holes from degrading it. Specifically, we show that the energy of the hole is transferred to the ligand moiety, leaving the semiconductor domain functional. This enables us to return the entire nanocrystal-ligand system to a functional state, when the ligands are degraded, by simply adding fresh ligands to the system4.
To promote a photovoltaic charge separation, we use a composite two-layer solid of PbS and TiO2 films. In this configuration, photoinduced electrons are injected into TiO2 and are subsequently picked up by an FTO electrode, while holes are channeled to a Au electrode via PbS layer6. To develop the latter we introduce a Semiconductor Matrix Encapsulated Nanocrystal Arrays (SMENA) strategy, which allows bonding PbS NCs into the surrounding matrix of CdS semiconductor. As a result, fabricated solids exhibit excellent thermal stability, attributed to the heteroepitaxial structure of nanocrystal-matrix interfaces, and show compelling light-harvesting performance in prototype solar cells7.

A general strategy for the development of charge-separating semiconductor nanocrystal composites deployable for solar energy production is presented. We show that assembly of donor-acceptor nanocrystal domains in a single nanoparticle geometry gives rise to a photocatalytic function, while bulk-heterojunctions of donor-acceptor nanocrystal films can be used for photovoltaic energy conversion.

Şarj-Ayırma Nanokristaller ve Bunların Katılar Yoluyla Güneş Enerjisi Hasat

Conjoining different semiconductor materials in a single nano-composite provides synthetic means for the development of novel optoelectronic materials ...

Mühendislik

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

The poor response of dye-sensitized solar cells (DSCs) to red and infrared light is a significant impediment to the realization of higher photocurrents and hence higher efficiencies. Photon up-conversion by way of triplet-triplet annihilation (TTA-UC) is an attractive technique for using these otherwise wasted low energy photons to produce photocurrent, while not interfering with the photoanodic performance in a deleterious manner. Further to this, TTA-UC has a number of features, distinct from other reported photon up-conversion technologies, which renders it particularly suitable for coupling with DSC technology. In this work, a proven high performance TTA-UC system, comprising a palladium porphyrin sensitizer and rubrene emitter, is combined with a high performance DSC (utilizing the organic dye D149) in an integrated device. The device shows an enhanced response to sub-bandgap light over the absorption range of the TTA-UC sub-unit resulting in the highest figure of merit for up-conversion assisted DSC performance to date.

An integrated device, incorporating a dye-sensitized solar cell and triplet-triplet annihilation up-conversion unit was produced, affording enhanced light harvesting, from a wider section of the solar spectrum. Under modest irradiation levels a significantly enhanced response to low energy photons was demonstrated, yielding a record figure of merit for dye-sensitized solar cells.

Bir Üçüz-üçlü Annihilation&#39;ın Up-dönüşüm Sistemi entegre Alt-bandaralıklı Işık Boya duyarlı Solar Hücre Yanıtı arttırmak için

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

Making Record-efficiency SnS Solar Cells by Thermal Evaporation and Atomic Layer Deposition

Tin sulfide (SnS) is a candidate absorber material for Earth-abundant, non-toxic solar cells. SnS offers easy phase control and rapid growth by congruent thermal evaporation, and it absorbs visible light strongly. However, for a long time the record power conversion efficiency of SnS solar cells remained below 2%. Recently we demonstrated new certified record efficiencies of 4.36% using SnS deposited by atomic layer deposition, and 3.88% using thermal evaporation. Here the fabrication procedure for these record solar cells is described, and the statistical distribution of the fabrication process is reported. The standard deviation of efficiency measured on a single substrate is typically over 0.5%. All steps including substrate selection and cleaning, Mo sputtering for the rear contact (cathode), SnS deposition, annealing, surface passivation, Zn(O,S) buffer layer selection and deposition, transparent conductor (anode) deposition, and metallization are described. On each substrate we fabricate 11 individual devices, each with active area 0.25 cm2. Further, a system for high throughput measurements of current-voltage curves under simulated solar light, and external quantum efficiency measurement with variable light bias is described. With this system we are able to measure full data sets on all 11 devices in an automated manner and in minimal time. These results illustrate the value of studying large sample sets, rather than focusing narrowly on the highest performing devices. Large data sets help us to distinguish and remedy individual loss mechanisms affecting our devices.

Tin sulfide (SnS) is a candidate material for Earth-abundant, non-toxic solar cells. Here, we demonstrate the fabrication procedure of the SnS solar cells employing atomic layer deposition, which yields 4.36% certified power conversion efficiency, and thermal evaporation which yields 3.88%.

Termal Buharlaşma ve Atomik katman Biriktirme tarafından Record-verimlilik SNS Güneş Pilleri yapma

Tin sulfide (SnS) is a candidate absorber material for Earth-abundant, non-toxic solar cells. SnS offers easy phase control and rapid growth by congruent ...

Fabrication of Fully Solution Processed Inorganic Nanocrystal Photovoltaic Devices

We demonstrate a method for the preparation of fully solution processed inorganic solar cells from a spin and spray coating deposition of nanocrystal inks. For the photoactive absorber layer, colloidal CdTe and CdSe nanocrystals (3-5 nm) are synthesized using an inert hot injection technique and cleaned with precipitations to remove excess starting reagents. Similarly, gold nanocrystals (3-5 nm) are synthesized under ambient conditions and dissolved in organic solvents. In addition, precursor solutions for transparent conductive indium tin oxide (ITO) films are prepared from solutions of indium and tin salts paired with a reactive oxidizer. Layer-by-layer, these solutions are deposited onto a glass substrate following annealing (200-400 &#176;C) to build the nanocrystal solar cell (glass/ITO/CdSe/CdTe/Au). Pre-annealing ligand exchange is required for CdSe and CdTe nanocrystals where films are dipped in NH4Cl:methanol to replace long-chain native ligands with small inorganic Cl- anions. NH4Cl(s) was found to act as a catalyst for the sintering reaction (as a non-toxic alternative to the conventional CdCl2(s) treatment) leading to grain growth (136&#177;39 nm) during heating. The thickness and roughness of the prepared films are characterized with SEM and optical profilometry. FTIR is used to determine the degree of ligand exchange prior to sintering, and XRD is used to verify the crystallinity and phase of each material. UV/Vis spectra show high visible light transmission through the ITO layer and a red shift in the absorbance of the cadmium chalcogenide nanocrystals after thermal annealing. Current-voltage curves of completed devices are measured under simulated one sun illumination. Small differences in deposition techniques and reagents employed during ligand exchange have been shown to have a profound influence on the device properties. Here, we examine the effects of chemical (sintering and ligand exchange agents) and physical treatments (solution concentration, spray-pressure, annealing time and annealing temperature) on photovoltaic device performance.

This protocol describes the synthesis and solution deposition of inorganic nanocrystals layer by layer to produce thin film electronics on non-conductive surfaces. Solvent-stabilized inks can produce complete photovoltaic devices on glass substrates via spin and spray coating following post-deposition ligand exchange and sintering.

Tam Çözüm İşlenmiş İnorganik nanokristal Fotovoltaik Cihazlarının İmalatı

We demonstrate a method for the preparation of fully solution processed inorganic solar cells from a spin and spray coating deposition of nanocrystal ...

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.

A method for fully printable, fullerene-free, highly air-stable, bulk-heterojunction solar cells based on Ti alkoxides as the electron acceptor and the electron-donating polymer fabrication is described here. Moreover, a method for controlling the morphology of the photoactive layer through the molecular bulkiness of the Ti-alkoxide units is reported.

Ti-alkoksit ve Yarıiletken Polimer dayanarak Tamamen Yazdırılabilir Organik-İnorganik Toplu heteroeklem Güneş Pilleri için Morfoloji Kontrolü

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

Monovalent Cation Doping of CH3NH3PbI3 for Efficient Perovskite Solar Cells

Here, we demonstrate the incorporation of monovalent cation additives into CH3NH3PbI3 perovskite in order to adjust the optical, excitonic, and electrical properties. The possibility of doping was investigated by adding monovalent cation halides with similar ionic radii to Pb2+, including Cu+, Na+, and Ag+. A shift in the Fermi level and a remarkable decrease of sub-bandgap optical absorption, along with a lower energetic disorder in the perovskite, was achieved. An order-of-magnitude enhancement in the bulk hole mobility and a significant reduction of transport activation energy within an additive-based perovskite device was attained. The confluence of the aforementioned improved properties in the presence of these cations led to an enhancement in the photovoltaic parameters of the perovskite solar cell. An increase of 70 mV in open circuit voltage for AgI and a 2 mA/cm2 improvement in photocurrent density for NaI- and CuBr-based solar cells were achieved compared to the pristine device. Our work paves the way for further improvements in the optoelectronic quality of CH3NH3PbI3 perovskite and subsequent devices. It highlights a new avenue for investigations on the role of dopant impurities in crystallization and controls the electronic defect density in perovskite structures.

Monovalent Cation Doping of CH3NH3PbI3 for Efficient Perovskite Solar Cells

Here, we present a protocol to adjust the properties of solution-processed CH3NH3PbI3 through the incorporation of monovalent cation additives in order to achieve highly efficient perovskite solar cells.

CH tek değerlikli katyon doping<sub&gt; 3</sub&gt; NH<sub&gt; 3</sub&gt; PBI<sub&gt; 3</sub&gt; Verimli Perovskit Güneş Pilleri için

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

Electrospinning of Photocatalytic Electrodes for Dye-sensitized Solar Cells

This work demonstrates a protocol to fabricate a fiber-based photoanode for dye-sensitized solar cells, consisting of a light-scattering layer made of electrospun titanium dioxide nanofibers (TiO2-NFs) on top of a blocking layer made of commercially available titanium dioxide nanoparticles (TiO2-NPs). This is achieved by first electrospinning a solution of titanium (IV) butoxide, polyvinylpyrrolidone (PVP), and glacial acetic acid in ethanol to obtain composite PVP/TiO2 nanofibers. These are then calcined at 500 &#176;C to remove the PVP and to obtain pure anatase-phase titania nanofibers. This material is characterized using scanning electron microscopy (SEM) and powder X-ray diffraction (XRD). The photoanode is prepared by first creating a blocking layer through the deposition of a TiO2-NPs/terpineol slurry on a fluorine-doped tin oxide (FTO) glass slide using doctor blading techniques. A subsequent thermal treatment is performed at 500 &#176;C. Then, the light-scattering layer is formed by depositing a TiO2-NFs/terpineol slurry on the same slide, using the same technique, and calcinating again at 500 &#176;C. The performance of the photoanode is tested by fabricating a dye-sensitized solar cell and measuring its efficiency through J-V curves under a range of incident light densities, from 0.25-1 Sun.

The overall goal of this project was to use electrospinning to fabricate a photoanode with improved performance for dye-sensitized solar cells.

Boya Duyarlılaştırılmış Güneş Pilleri için Fotokatalitik Elektrotların Elektrospinning

This work demonstrates a protocol to fabricate a fiber-based photoanode for dye-sensitized solar cells, consisting of a light-scattering layer made of ...

Well-aligned Vertically Oriented ZnO Nanorod Arrays and their Application in Inverted Small Molecule Solar Cells

This manuscript describes how to design and fabricate efficient inverted solar cells, which are based on a two-dimensional conjugated small molecule (SMPV1) and [6,6]-phenyl-C71-butyric acid methyl ester (PC71BM), by utilizing ZnO nanorods (NRs) grown on a high quality Al-doped ZnO (AZO) seed layer. The inverted SMPV1:PC71BM solar cells with ZnO NRs that grew on both a sputtered and sol-gel processed AZO seed layer are fabricated. Compared with the AZO thin film prepared by the sol-gel method, the sputtered AZO thin film exhibits better crystallization and lower surface roughness, according to X-ray diffraction (XRD) and atomic force microscope (AFM) measurements. The orientation of the ZnO NRs grown on a sputtered AZO seed layer shows better vertical alignment, which is beneficial for the deposition of the subsequent active layer, forming better surface morphologies. Generally, the surface morphology of the active layer mainly dominates the fill factor (FF) of the devices. Consequently, the well-aligned ZnO NRs can be used to improve the carrier collection of the active layer and to increase the FF of the solar cells. Moreover, as an anti-reflection structure, it can also be utilized to enhance the light harvesting of the absorption layer, with the power conversion efficiency (PCE) of solar cells reaching 6.01%, higher than the sol-gel based solar cells with an efficiency of 4.74%.

This manuscript describes how to design and fabricate efficient inverted SMPV1:PC71BM solar cells with ZnO nanorods (NRs) grown on a high quality Al-doped ZnO (AZO) seed layer. The well-aligned vertically oriented ZnO NRs exhibit high crystalline properties. The power conversion efficiency of solar cells can reach 6.01%.

İyi hizalanmış dikey odaklı ZnO Nanorod diziler ve kendi uygulama içinde ters küçük molekül güneş hücreleri

This manuscript describes how to design and fabricate efficient inverted solar cells, which are based on a two-dimensional conjugated small molecule ...

Fabrication of Robust Nanoscale Contact between a Silver Nanowire Electrode and CdS Buffer Layer in Cu(In,Ga)Se2 Thin-film Solar Cells

Silver nanowire transparent electrodes have been employed as window layers for Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells. Bare silver nanowire electrodes normally result in very poor cell performance. Embedding or sandwiching silver nanowires using moderately conductive transparent materials, such as indium tin oxide or zinc oxide, can improve cell performance. However, the solution-processed matrix layers can cause a significant number of interfacial defects between transparent electrodes and the CdS buffer, which can eventually result in low cell performance. This manuscript describes how to fabricate robust electrical contact between a silver nanowire electrode and the underlying CdS buffer layer in a Cu(In,Ga)Se2 solar cell, enabling high cell performance using matrix-free silver nanowire transparent electrodes. The matrix-free silver nanowire electrode fabricated by our method proves that the charge-carrier collection capability of silver nanowire electrode-based cells is as good as that of standard cells with sputtered ZnO:Al/i-ZnO as long as the silver nanowires and CdS have high-quality electrical contact. The high-quality electrical contact was achieved by depositing an additional CdS layer as thin as 10 nm onto the silver nanowire surface.

Fabrication of Robust Nanoscale Contact between a Silver Nanowire Electrode and CdS Buffer Layer in CuIn,GaSe2 Thin-film Solar Cells

In this protocol, we describe the detailed experimental procedure for the fabrication of a robust nanoscale contact between a silver nanowire network and CdS buffer layer in a CIGS thin-film solar cell.

Gümüş Nanowire elektrot ve CD tampon katmanı arasında cu (ın, GA) se2 ince-film güneş pilleri arasında sağlam Nanoölçek temas imalatı

Silver nanowire transparent electrodes have been employed as window layers for Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells. Bare silver nanowire electrodes ...

In situ Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering on Roll-To-Roll Coating of Organic Solar Cells with Laboratory X-ray Instrumentation

We present an in-house, in situ Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering (GISAXS) experiment, developed to probe the drying kinetics of roll-to-roll slot-die coating of the active layer in organic photovoltaics (OPVs), during deposition. For this demonstration, the focus is on the combination of P3HT:O-IDTBR and P3HT:EH-IDTBR, which have different drying kinetics and device performance, despite their chemical structure only varying slightly by the sidechain of the small molecule acceptor. This article provides a step-by-step guide to perform an in situ GISAXS experiment and demonstrates how to analyze and interpret the results. Usually, performing this type of in situ X-ray experiments to investigate the drying kinetics of the active layer in OPVs relies on access to synchrotrons. However, by using and further developing the method described in this paper, it is possible to perform experiments with a coarse temporal and spatial resolution, on a day-to-day basis to gain fundamental insight in the morphology of drying inks.

This paper is a demonstration and a guideline to perform and analyze in-house (with a laboratory X-ray instrument) in situ GISAXS experiments of drying inks on roll-to-roll slot-die coated, non-fullerene organic photovoltaics.

In situ Otlatma Insidans Küçük Açılı X-ışını Laboratuvar X-ışını Enstrümantasyon ile Organik Güneş Pillerinin Rulodan Ruloya Kaplama üzerine Saçılma

We present an in-house, in situ Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering (GISAXS) experiment, developed to probe the drying kinetics of roll-to-roll ...

Tandem Organik Güneş Pilleri bir iyonik Geçitli Karbon Nanotüp Ortak Katot Üretimi için ortam Yöntemi

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler