خلاصة

الخلايا الشمسية العضوية لديها آفاق واسعة بسبب مزايا المرونة وخفيفة الوزن ، ولكن كفاءة عنق الزجاجة يحتاج إلى كسر . مع المعونة من وينيد جين نبض 630 الأسي توهين موجة الصعق الكهربائي ، نبض الكهربائية هو عرض للسيطرة على شكل طبقة نشطة وتحسين واجهة نقل الشحنة الكهربائية . النتائج التجريبية تبين أن هذه التكنولوجيا يمكن أن تزيد من كفاءة التحويل الكهروضوئية من الخلايا بنسبة 23 في المائة ، وتوفير طريقة جديدة لتصنيع عالية الكفاءة الضوئية العضوية الأجهزة .

مقدمة

في ظل خلفية من تسارع التحول العالمي في مجال الطاقة ، الخلايا الشمسية العضوية ( OAS ) أصبحت واحدة من أهم اتجاهات تطوير الجيل الثالث من التكنولوجيا الضوئية بسبب مجموعة واسعة من مصادر المواد ، حل تجهيز مرنة يمكن ارتداؤها . ومع ذلك ، فإن كفاءة التحويل الكهروضوئية ( PCE ) من طبقة نشطة المواد متخلفة عن العضوية و perovskite الخلايا الشمسية لفترة طويلة ، مما يحد من عملية التصنيع . في الوقت الحاضر ، وكيفية تحقيق مستوى النانومتر التشكل السيطرة على طبقة نشطة وتحسين مسار نقل الشحنة الكهربائية من خلال تعديل المواد و الابتكار في تكنولوجيا تصنيع الأجهزة أصبحت بؤرة البحث في هذا المجال .

الصعق الكهربائي ( الصعق الكهربائي ) وقد تم تطبيقها على نطاق واسع في مجال الطب الحيوي باعتبارها وسيلة فعالة عبر الغشاء التسليم . في السنوات الأخيرة ، وقد تم استكشاف إمكانات تعديل السطح البيني . مع ذكي أسي تسوس الموجي متعدد الأبعاد المعلمة تكنولوجيا التحكم ، وينيد جين نبض 630 موجة الصعق الكهربائي أداة يمكن أن تحمل على دقة نبض الحقل الكهربائي العلاج على طبقة نشطة العضوية رقيقة دون الإضرار الركيزة المادية ، حمل الجزيئية ترتيب وإعادة التركيب ، وتحسين هيكل فصل المرحلة ، وبالتالي تعزيز تهمة الانفصال ونقل الكفاءة . تركز هذه الورقة على آلية عمل هذه التكنولوجيا في تحسين طبقة نشطة من الخلايا الشمسية العضوية ، من خلال تصميم التجربة و تحليل الخصائص ، يستكشف تأثير نبض الكهربائية المعلمات على أداء الجهاز ، ويوفر الدعم النظري والتقني من أجل إعداد عالية الأداء الأجهزة الضوئية العضوية . . . . . . .

المواد والأساليب

1 - المواد التجريبية

المواد العضوية المانحة PTB7-TH ( نقانقانقانقاأكثر من 98 ٪ ، تم توليفها وتنقيتها من قبل مختبر مختبر ) ، والمواد المستقبلة PC71BM ( المقدمة من شركة كاشف ) ، كلوركلوركلوركلورالبنزين ( نقانقانقاالتحليلية ، المستخدمة في إعداد الحل ) ، 1 , 8-diodiodiodiodioأوكتان ( ديو ، كاشف معين ، كمالمضافة ، جزء 1 في حجم 1 ٪ ، أكسيد الإندالإندالقصدير ( ITO ) زجاج موصل ( كتلة المقاومة أقل من 10 أومأوميغا / ] ، سطح تعامل مع الأشعة فوق البنفسجية الأوزون لمدة 30 دقيقة ) ، 1 , 3 , 4-diiodoاوكأوكتان ( DIO ، كاشف ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1 ، 1( liq ، الكاشف ، المستخدمة في نقل الإلكترون طبقة ) ، والمعادن الكالسيوم ( كاليفورنيا ) والألومنيوم ( آل ، نقاء > 99 ، 99 ٪ ، المستخدمة في إعداد الكاثود ) .

2 - الصكوك الرئيسية

جهاز طلاء دوارة ( العلامة التجارية ، مجموعة سرعة الدوران 100-10000rpm ، الدقة ± 1 دورة في الدقيقة ± 1 دورة في الدقيقة ، الدقة ± 1 دورة في الدقيقة ) ، مربع القفا ( جو النيتروجين ، محتوى الأكسجين < 1 جزء في المليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالمليمحتوى الماء < 1 جزء المليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالمليمتر ) ، الأشعة فوق البنفسجية الطيفي مرئية ( العلامة التجارية ، مجموعة المسح من 200-800nm ، المعالجة السطحية ، إجراء الأكسدة الموصالموصالموصلة ، المعالجة السطحية ) ، طلاء دوارة ( العلامة التجارية ، مجموعة سرعة 100-100-10000rpm ، دقة ± 1 دورة في الدقيقة ± 1 دورة في الدقيقة ± 1 دورة في الدقيقة ، 1 دورة في الدقيقة ، 1 دورة في الدقيقة ، 1 دورة في الدقيقة ) ، مربع القفازات ( الغلاف الجوي ، جو ، والأكسجين ، محتوى الأكسجين ، الماء < 1 جزء في المليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالمليالملي100mW / سم ² ) ، كيثلي 2400 مصدر الجدول ( الخامس اختبار الخصائص ) .

3 - إعداد الأجهزة

3-1 إعداد طبقة نشطة الحل

إن ptb7-th و pc71bm تم حله في كلور البنزين في نسبة كتلة 1 : 1.5 ، مع التركيز الكلي 20 ملغ / مل ، إضافة 1 ٪ من حجم ديو المضافة ، ثم حركت في 60 ℃ لمدة 12 ساعة للحصول على طبقة نشطة موحدة ومستقرة الحل .

3-2 إعداد ثقب طبقة النقل

إن pedot : جهاز الأمن الوقائي هو حل المغلفة على ايتو الزجاج في سرعة دوران 3000 دورة في الدقيقة ، 60 ثانية ، ثم صلب الفيلم في 120 ℃ لمدة 30 دقيقة ، وسمك الفيلم هو 40 ± 5 نانومتر .

نبض الكهربائية العلاج طبقة نشطة

ايتو / pedot : جهاز الأمن الوقائي الركيزة المغلفة مع طبقة نشطة الحل ( الرطب فيلم الدولة ) تم نقلها بسرعة بين أقطاب موازية لوحة وينيد جين نبض 630 الصعق الكهربائي الصك ، ثم تباعد بين الأقطاب هو 2 ملم . في الوقت الحقيقي رصد نبض الموجي المعلمات دينامية من خلال 10 بوصة شاشة تعمل باللمس ، وضمان الاتساق في كل عملية . في عملية المعالجة ، الصك تلقائيا ينفذ قبل نبض المقاومة الكشف ، ويحسن بشكل حيوي نبض الانتاج حسب الموصلية الكهربائية من الحل ، وبالتالي تجنب الضرر قوس المواد الركيزة .

نقل الإلكترون طبقة إعداد الكهربائي

بعد نبض الكهربائية العلاج ، طبقة نشطة تجف بشكل طبيعي لمدة 2 ساعة في درجة حرارة الغرفة ، وتشكيل الفيلم مع سمك حوالي 100 نانومتر . في وقت لاحق ، liq نقل الإلكترون طبقة ( سمك 15nm ) ، كاليفورنيا ( 5nm ) و آل ( 100nm ) كاثودات كانت بالتتابع تبخرت في قفاز مربع .

4 . مقارنة التصميم التجريبي

مجموعتين من السيطرة على التجارب التي أجريت على النحو التالي : المجموعة ( أ ) هو جهاز عادي دون نبض الكهربائية العلاج . في المجموعة باء ، موجة مربع التقليدية نبض الصعق الكهربائي ( العلامة التجارية ) المستخدمة في العلاج ، المعلمات ثابتة مثل الجهد 50V ، نبض مدة 10ms ، نبض واحد .

5 - النتائج والمناقشات

مورفولوجيا الطبقة النشطة و فصل المرحلة هيكل توصيف

سطح طبقة نشطة و عبر قسم هيكل لاحظ فؤاد ووزارة شؤون المرأة . خشونة السطح من الطبقة النشطة من مجموعة أجهزة غير المعالجة 12.5nm ، مرحلة فصل المنطقة ويعرض غير تشتت الدولة ، متوسط حجم الحبوب حوالي 50 نانومتر ، وهناك ظاهرة جزئية التكتل . في المجموعة التجريبية ، وخشونة السطح انخفض إلى 8.2nm و فصل المرحلة المنطقة موزعة بشكل موحد ، مما أدى إلى استمرار اختراق هيكل الشبكة . على الرغم من أن حجم الحبوب من الطبقة النشطة في المجموعة ب التقليدية موجة مربعة العلاج قد انخفض ، سطح طبقة نشطة قد تضررت جزئيا ، مرحلة الانفصال التوحيد أقل من المجموعة التجريبية .

هذا النوع من التشكل الأمثل يمكن أن تستفيد من تقنية التحكم الذكي الموجي جين بولسر 630 . أسي موجة التوهين يمكن أن تولد قوة عالية المجال الكهربائي للحث على التوجه السريع من الجزيئات في المرحلة الأولى من النبض ، ثم شدة المجال الكهربائي يقلل تدريجيا ، وبالتالي توفير الوقت العازلة من أجل ترتيب الجزيئات وتجنب الإجهاد المفرط الناجم عن الفيلم عيب . في الوقت الحقيقي التغذية المرتدة من الموصلية الكهربائية تغيير طبقة نشطة الحل ، ودينامية ضبط نبض المعلمة ، وضمان الاتساق في تجهيز دفعة مختلفة من الحل .

تحليل خصائص امتصاص الضوء ونقل المسؤول

الأشعة فوق البنفسجية فيز طيف الامتصاص أظهرت أن معامل الامتصاص من الطبقة النشطة في المجموعة التجريبية بنسبة 15 في المائة في مجموعة من 300-700nm ، ويرجع ذلك أساسا إلى صقل الحبوب وتحسين هيكل المرحلة الفاصلة ، وزيادة امتصاص الضوء المسار وفعالية العمل في المنطقة . مساحة تهمة الفضاء الحالية المحدودة ( SCLCC ) اختبار أظهرت أن التنقل في المجموعة التجريبية من 1.2 × 10 \\\\\\\\\\\8315;\\⁻ \\\\\\\\\8315;\\\\\\\83199;\\\\\\\\\لا , لا , لا

الوقت حل مضان الطيفي ( trpl ) أظهرت النتائج أن عمر طبقة نشطة في المجموعة التجريبية هو 30 ٪ أقصر من تلك الموجودة في المجموعة ، مما يشير إلى أن كفاءة الفصل exciton هو تحسين ، الذي يرتبط ارتباطا وثيقا مع تعزيز نقل الشحنة الكهربائية نبض العلاج . ومع ذلك ، في المجموعة باء ، بسبب نبض واحد المعلمة ، تهمة التنقل زيادة السعة فقط 60 ٪ من المجموعة التجريبية .

5-3 جهاز اختبار الأداء الكهروضوئي

الخامس خصائص الجهاز يتم اختبارها من قبل محاكاة الطاقة الشمسية ، والنتائج هي كما يلي في الجدول 1 . كفاءة التحويل الكهروضوئية ( PCE ) من الأجهزة في المجموعة التجريبية إلى 18.7 في المائة ، مقارنة مع 15.2 في المائة في المجموعة ، بنسبة 23 في المائة ، دائرة كهربائية قصيرة الكثافة الحالية ( JSC ) من 16.5ma / cm ² 20.1ma / cm ² ، عامل شغل ( و ) من 0.65 إلى 0.72 . PCE في المجموعة ب هو 16.8 في المائة ، على الرغم من أن أعلى بكثير من المجموعة ، ولكن أقل بكثير من المجموعة التجريبية ، ويرجع ذلك أساسا إلى واجهة العيوب الناجمة عن العلاج التقليدي موجة مربعة تؤثر على كفاءة جمع الشحنة الكهربائية .

مزيد من التحليل تبين أن فتح دائرة الجهد ( المركبات العضوية المتطايرة ) في المجموعة التجريبية هو 0.85v ، وهو أعلى قليلا من 0.83v في المجموعة ، التي تستفيد من تحسين مستوى الطاقة الترتيب بسبب التوجه الأمثل من الجزيئات في الطبقة النشطة . و رفع يعكس انخفاض المقاومة الداخلية سلسلة موازية زيادة المقاومة ، مما يدل على أن نبض الكهربائية العلاج يقلل من فعالية واجهة تهمة إعادة التركيب ، ويحسن الناقل نقل المسار .

5-4 المزايا التقنية والعوامل المؤثرة الرئيسية

وينيد جين نبض 630 يظهر ثلاث مزايا رئيسية في البحث : أولا ، ذكي تكنولوجيا التحكم الموجي يدرك دقة الحث على شكل طبقة نشطة ، وتجنب الأضرار الناجمة عن موجة مربع التقليدية نبض . ثانيا ، قبل التحسين مكتبة البرنامج والمقاومة قبل الكشف عن وظيفة يمكن أن تقلل إلى حد كبير من فترة الاستكشاف من المعلمات التجريبية ، وضمان تكرار عالية من التجارب على دفعات مختلفة . ثالثا ، تصميم قوس حماية الدائرة يضمن سلامة عملية المعالجة ، ويتجنب الضرر من شرارة كهربائية تدخل على البنية الجزيئية طبقة نشطة .

النتائج التجريبية تبين أن هناك تآزر بين المعلمات الكهربائية نبض ( مثل الجهد ، نبض التردد ، الفاصل الزمني ) و تركيز محلول مائي من طبقة نشطة و مضافة المحتوى . عندما يكون الجهد العالي جدا أو عدد نبضات عالية جدا ، يمكن أن يؤدي إلى الإفراط في استقطاب طبقة نشطة ، ولكن انخفاض كفاءة نقل المسؤول . ومع ذلك ، عندما حل تركيز منخفض جدا ، تأثير التركيب الجزيئي الناجم عن نبض الكهربائية ليست واضحة . 600 مجموعات من العرف بروتوكول تخزين وظائف جين نبض 630 يمكن أن توفر أفضل حل لمختلف نظم المواد ، وبالتالي حد كبير في تحسين الكفاءة التجريبية . . . . . . .

6 - آفاق التطبيق

إعداد عالية الأداء الأجهزة الضوئية العضوية

هذه التكنولوجيا يمكن أن تستخدم مباشرة في إعداد مساحة كبيرة مرنة الخلايا الشمسية العضوية ، جنبا إلى جنب مع لفة إلى لفة ( R2R ) عملية الإنتاج ، ويمكن تحقيق منخفضة التكلفة وعالية الكفاءة في الإنتاج الصناعي . وينيد جين بولسر 630 عالية الإنتاجية ( دعم متعدد دفعة اختبار الربط السلس القدم التبديل ) و المعلمة التتبع ، والتي توفر ضمانة موثوقة لمراقبة الجودة في عملية التصنيع .

تعديل المواد طبقة وظيفية جديدة

بالإضافة إلى طبقة نشطة ، هذه التكنولوجيا يمكن أن تمتد إلى تعديل السطح من ثقب / نقل الإلكترون طبقة ، والتي يمكن أن تقلل من فقدان الطاقة من الجهاز عن طريق تحسين مستوى الطاقة واجهة مطابقة عن طريق الحث على محاذاة الجزيئات الوظيفية عن طريق نبضات كهربائية . على سبيل المثال ، نبض الكهربائية العلاج على سطح pedot : جهاز الأمن الوقائي رقيقة يمكن أن تزيد من اتساق وظيفة العمل ، وتحسين كفاءة الاستخراج من الثقوب .

عبر مجال المواد واجهة الأمثل

التطبيق الناجح electroporation التكنولوجيا في الأجهزة الإلكترونية العضوية يوفر طريقة جديدة في واجهة الهندسة في مجالات مثل الخلايا الشمسية العضوية perovskite الثنائيات الباعثة للضوء ( OLED ) . وينيد جين بولسر 630 نظام مفتوح يدعم تطوير البرمجيات والأجهزة ، ويمكن أن تكون متوافقة مع متطلبات تجهيز المواد الجديدة في المستقبل ، مثل نقاط الكم ، أنابيب الكربون النانوية ، وغيرها من المواد منخفضة الأبعاد تشتت وترتيب التنظيم .

وينيد جين بولسر 630 أسي توهين موجة الصعق الكهربائي هو أداة رئيسية لتحسين واجهة المواد وتصنيع عالية الكفاءة جهاز تحويل الطاقة مع مبتكرة تكنولوجيا الموجي ، ذكي المعلمة السيطرة والموثوقية والسلامة . في الوقت الحاضر ، هذه المعدات قد تم التحقق من الاستقرار والتكرار في أكثر من 1000 من المختبرات في الصين ، وتوفير المواد الحرة نظام المعلمات الخاصة وتحسين المنتجات والخدمات التجريبية ، لمساعدة الباحثين على كسر عنق الزجاجة كفاءة الخلايا الشمسية العضوية ، وتسريع عملية التصنيع الضوئية التكنولوجيا .

المراجع

سجل معدل التحويل الكهروضوئية الخلايا الشمسية العضوية [ ي ] . البصريات والميكانيكا الدقيقة . 2018 , No .

2-15 ! سجل معدل التحويل الكهروضوئية الخلايا الشمسية العضوية في الولايات المتحدة [ ي ] . يوننان تكنولوجيا الطاقة الكهربائية . 2018 ، المرحلة الثانية

3 - التقدم المحرز في تنظيم عملية التحول من الأسمدة النيتروجينية في التربة السوداء [ ي ] . تغذية جيانغشى . 2018 , No .

4 - التقدم المحرز في تحسين كفاءة التحويل الكهروضوئية من الخلايا الشمسية العضوية من سطح مأكل مع المعادن النانوية [ ي ] . شا تشون فانغ لى هنغ يانغ شياو . الكتروضوئي التكنولوجيا . المرحلة الرابعة

5 - دراسة الخصائص البصرية والكهربائية الإنديوم القطب شفافة خالية من الخلايا الشمسية العضوية [ ي ] . تشونغ تشى يو قو جين هوا ، وقال شيانغ . مجلة جامعة جنوب وسط القوميات ( علوم طبيعية ) . 2011 ، العدد 001