|
Ning optik, strukturaviy va elektrokimyoviy xususiyatlari: organik
|
| Sana | 26.02.2024 | | Hajmi | 1.02 Mb. | | #162568 |
Bog'liq Ta\'lim fan va innovatsiya jurnali 2023 yil 4 son2, 18, 1-tezis, 22, Polymer solar cells, Намуна Объективка (2), Moliyaviy tavakkalchiliklarni boshqarishda superkompyuterlardan foydalanish Risklarni boshqarish, remkevichning yechimi, Frontal laboratoriya ishlari
P3HT NING OPTIK, STRUKTURAVIY VA ELEKTROKIMYOVIY XUSUSIYATLARI: ORGANIK FOTOVOLTAIKLAR UCHUN ORGANIK FOTOVOLTAIKLAR UCHUN Y6 FOTOAKTIV QATLAM.
So'nggi bir necha yil ichida organik materiallardan foydalanish OPV samaradorligini sezilarli darajada oshirdi, ayniqsa Y6 molekulasi kabi fulleren bo'lmagan kichik molekula qabul qiluvchilar deb nomlanuvchi ilg'or materiallar ishlab chiqilgandan so'ng, yaqin infraqizil (NIR) regionida fotonlarni yig'ish mumkin. ularning sozlanishi energiya darajalari tufayli va tegishli qo'zg'alish dissotsiatsiyasini va zaryadni tashishni osonlashtiradi [1e3]. Yuqori samarali OPV ishlab chiqarish uchun fotonlarning maksimal sonini o'zlashtiradigan mos konjugatsiyalangan polimer tuzilmalari ishlab chiqilishi kerak [4]. Ikkilik yondashuv, bunda fulleren bo'lmagan qabul qiluvchi donor polimer bilan bir qatlamli ommaviy hetero-bo'g'inli (BHJ) qurilmada birlashtirilsa, polimerlarning quvvat konvertatsiya samaradorligini (PCE) yanada oshirishi mumkin [5]. Samarali fulleren bo'lmagan kichik molekulali qabul qiluvchilardan foydalangan holda P3HT asosidagi fotovoltaik hujayralar 1,02 V ochiq tutashuv kuchlanishiga (VOC) va 11,27% PCEga erishdi [6,7]. 15% dan ortiq samaradorlikka ega Anovel OPV 2019 yilda Fan va boshqalar tomonidan sintez qilingan. [8], ular Y6 bilan aralashtirilgan benzotriazol (TzBI) asosidagi bir qator donorlarni qabul qiluvchi material sifatida ishlatg an. 2020 yilda [9], PTzBI-dF: Y6 qurilmasi 16,7% yuqori PCE ko‘rsatkichiga erishdi. Ding va boshqalar. [10]2019-yilda D16 nomli yangi sopolimerni ishlab chiqdi. Uning noyob tarkibi (tiolakton birligi va uning hosilalari) ichkariga kirish va yuqori teshik harakatchanligini oshirdi. Ushbu kopolimerdonor OPV samaradorligini sezilarli darajada 16,72% gacha oshirdi. 2020 yilgi tadqiqot [11] shuni ko'rsatdiki, donorD18 kopolimerida buzilgan halqali qabul qiluvchi blokdan foydalanish samaradorlikni oshiradi. Bu ta'sir D18: Y6 asosidagi quyosh batareyalari 18,22% aPCEga erishganligi bilan tasdiqlanadi, bu ikkilik OPV qurilmalari birinchi marta PCE ko'rsatkichi 18% dan yuqori bo'lgan muhim bosqichni belgilab berdi. Y6, Y5 va TPBT-RCN fulleren bo'lmagan qabul qiluvchilar bilan birlashtirilgan P3HT polimeridan fotoaktiv qatlamlar sifatida foydalanish Yang va boshqalar tomonidan o'rganilgan. [12]. 140 Ce da P3HT asosidagi OPVlar Y6 bilan 2,41% eng yaxshi PCE ko'rsatdi. Tegishli energiya darajalari va yuqori ochiq kontaktlarning zanglashiga olib kelishi tufayli TPBT-RCN-ga asoslangan qurilmalar Y6 va Y5-ga asoslangan qurilmalardan oshib ketdi va 5,11% PCEga erishdi. Tadqiqotimizda biz OPV qurilmalari uchun fotoaktiv qatlam sifatida turli vazn nisbatlariga ega P3HT: Y6 aralashmasini tayyorladik. Aralash 70:30 nisbatda 20 mg/ml konsentratsiyali xloroform (CF) va xlorbenzol (CB)ning birgalikdagi erituvchisi yordamida tayyorlandi. Yupqa plyonkalar va suyultirilgan eritmalar yordamida biz fotoaktiv qatlamlarning optik xususiyatlarini sinchkovlik bilan tekshirdik. strukturaviy va elektrokimyoviy xususiyatlari. Fotovoltaik xususiyatlar 0,06 sm2 maydonga ega ITO/PEDOT-PSS/P3HT:Y6/ZnO/Al konstruksiyalari bilan qurilgan qurilmalar yordamida atrof-muhit sharoitida o'lchandi. OPV qurilmalarining asosiy parametrlari hisoblab chiqilgan. Qurilmalar 2,84% quvvatni o'zgartirishning maksimal samaradorligiga erishdi.2. Material va usullar2.1. Materiallar 20 kg/molekulyar og'irligi (Mn) bo'lgan poli(3-geksiltiofen) (P3HT) adabiyot [13] bo'yicha sintez qilingan. Fulleren bo'lmagan qabul qiluvchi Y6 1-Material kompaniyasidan sotib olindi. Poli(3,4-etilen dioksitiofen)-poli(stirensulfonat) (PEDOT-PSS) Ossila.ZnO nanozarrachalari adabiyotda keltirilgan [14] asosida laboratoriyada sintez qilingan. 3*15 mm2 maydon va 8e10Ucm 2 varaq qarshiligiga ega bo'lgan hind qalay oksidi (ITO) anod elektrodlari Xitoydan sotib olindi. Organik erituvchilar SigmaeAldrichdan sotib olingan. Nihoyat, katod elektrod sifatida sotiladigan Alwire ishlatilgan. 2.2. Yupqa plyonka va asboblarni ishlab chiqarish OPV qurilmasini tayyorlash va ishlab chiqarish jarayonlari adabiyotga muvofiq amalga oshirildi[15]. 20 mg/ml konsentratsiyada P3HT:Y6 turli vazn nisbatlari (1:0, 1:0,6, 1:0,8, 1:1, 0,8:1,0,6:1, 0,4:1 va 0:1) bilan aralashgan. tayyorlangan va 1 ml CF:CB (70:30) erituvchida eritilgan. Aralashmalar 2 soat davomida aralashtiriladi. Kvarts va shisha-ITO substratlari ultratovushli tozalash orqali deionizatsiyalangan suv, aseton va izopropil spirti yordamida sinchkovlik bilan tozalandi. Keyin ular 15 daqiqa davomida 100 C da quritilganidan keyin 20 daqiqa davomida UV-ozon muhitiga ta'sir qildilar. Jismoniy xususiyatlarni o'rganish uchun turli og'irlik nisbatlaridagi P3HT: Y6 yupqa plyonkalar kvarts substratlarida 1 minut davomida 2000 rpm tezlikda aylantirildi. Nihoyat, namunalar 5 daqiqa davomida 140 C da tavlandi. OPV ishlab chiqarish uchun quyidagi protseduralar bajarildi: Birinchidan, teshiklarni tashish qatlamlari sifatida, PEDOT-PSS qatlamlari tozalangan ITO substratlarida 1 daqiqa davomida 4000 rpm tezlikda aylantirildi. Keyinchalik, yupqa qatlamlarni 20 daqiqa davomida 140 C da quritishga ruxsat berildi. Ikkinchidan, P3HT: Y6 fotoaktiv qatlamlari PEDOT-PSS qatlamlari ustiga 2000 rpm tezlikda 1 daqiqa davomida aylantirildi. Uchinchidan, elektron tashish qatlamlari sifatida ZnO nanozarrachalari qatlamlari 4000 rpm tezlikda 1 daqiqa davomida qoplangan. Shundan so'ng, namunalar 140 ° C da 5 daqiqa davomida tavlandi. Nihoyat, Al qatlamlari OPV qurilmalari uchun askatod elektrodlari yotqizildi.2.3. Xarakterlash usullari Suyultirilgan eritmalar va qattiq holatdagi yupqa plyonkalarning yutilish egri chiziqlarini aniqlash uchun biz ko'rinadigan NIR spektrometridan (Shimadzu UV-1800 PC) foydalandik. Eritmalar uchun 300e900 nm to'lqin uzunligi diapazoni, to'lqin uzunligi esa 300 m diapazondan foydalanildi. qattiq holatdagi yupqa plyonkalar uchun. 532 nm qo'zg'atilgan to'lqin uzunligi bilan Raman spektrlarini olish uchun JD-785-300 mVt lazer ishlatilgan. 2 dan 40 gacha bo'lgan burchaklardan foydalanib, X ni olish uchun X-Pertdifraktometr ishlatilgan. -nur spektrlari. Corr-Test elektrokimyoviy ish stantsiyasida siklik voltametriya o'lchovlari ishchi elektrod (Pt plitasi), qarshi elektrod (Pt sim) va mos yozuvlar elektrod (standart kalomel elektrod) yordamida amalga oshirildi, ularning barchasi 0,1 M ga botirildi. elektrolit sifatida tet-rabutilammonium geksafluorofosfat (Bu4NPF6) asetonitril eritmasi. OPV qurilmalaridagi oqim kuchlanishini o'lchash uchun Keithley sourcemeter 2400 (SCIENCE TECH) va 100 mVt/sm2 yoritgichli quyosh simulyatori AM1.5 tizimlari ishlatilgan. 3. Natijalar va muhokamalar3.1. Optik xususiyatlar rasm. 1(a) turli erituvchilar yordamida tayyorlangan P3HT yupqa plyonkalarining yutilish spektrlarini ko'rsatadi. Bundan tashqari, rasm. 1(b) Y6 yupqa plyonkalarining normallashtirilgan spektrini ko'rsatadi. Y6 va P3HT materiallari uchun optimal erituvchini aniqlash uchun CB, CF, CF:CB (50:50) va CF:CB (70:30) erituvchilar ishlatilgan. Birgalikda erituvchi nisbati a70:30da Y6 va P3HT erituvchilar orasida eng yuqori intensivlikni va qizil siljishni ko'rsatdi. Ayniqsa, P3HT spektridagi aniq cho'qqilar polimerning o'zini o'zi yig'ishini bildirgan. P3HT:Y6 aralashmasining eng yaxshi konsentratsiyasini aniqlash uchun biz 1:1 nisbatda ikkilik yupqa plyonkalar tayyorladik va ularni CF:CB (70:30) da 10, 20, 30 va 40 mg/ml konsentratsiyalarda eritdik. 1(c) 20 mg/ml kontsentratsiyadan foydalanilganda spektrning polimer sohasida so'rilish intensivligining sezilarli darajada oshishini ko'rsatdi. Past konsentratsiya polimer zanjirlarining ko'payishiga olib keladi.
rasm. 1. (a) P3HT, (b) Y6 qattiq holatda yupqa plyonkalar va (c) P3HT:Y6 yupqa plyonkalarning turli kontsentratsiyasi funksiyasi sifatida yutilish spektrlari. (d) 20 mg/ml konsentratsiyadagi Y6 va CF:CB (70:30) erituvchining suyultirilgan eritmalar va (e) yupqa plyonkalar sifatida turli nisbatdagi Y6 nisbati bilan P3HT asosidagi aralashmalarning yutish spektrlari, (f) esa P3HT: Y6.620H aralashmasi uchun CF:CB (70:30) ko-solventi yordamida yutilish intensivligidagi o'zgarishlarning ta'siri.
1(d)-rasmda P3HT:Y6 aralashmasining suyultirilgan eritmasining yutilish spektrlari ko'rsatilgan. 20 mg/ml konsentratsiyada turli vazn nisbatlariga ega P3HT: Y6 aralashmasi tayyorlandi va 1 ml CF:CB(70:30) erituvchida eritildi. Y6 ning yutilishi 792 nm da yutilish chegarasining boshlanishiga ega bo'lib, u 1,56 eV optik energiya bo'shlig'iga (Masalan) mos keldi, asosiy cho'qqisi 732 nm, 596 nm va 670 nm. Bundan tashqari, P3HT: Y6 spektrlari polimerning yutilishi bilan bog'liq bo'lgan 454 nm yuqori yutilish intensivligini ko'rsatdi. Boshqa tomondan, yupqa plyonkalar 1-rasmda tasvirlanganidek, suyultirilgan eritmalarga qaraganda kengroq absorbsiya spektrlarini va ko'proq o'sishi va qizil siljishini ko'rsatdi. 1(e). Molekulalarning o'z-o'zini tashkil qilishini, molekulyar magistralning agregatsiyasini va p * o'zaro ta'sirini ko'rsatdi [16,17]. Y6 yupqa plyonka spektri 862 nm da kuchli intensivlikni ko'rsatdi, so'rilish chegarasi 950 nm va anEgof 1,3 eV da. nm 1,9 eV energiya oralig'iga mos keladi. Bundan tashqari, u mos ravishda 0e1, 0e2 va 0-0 o'tishlarga mos keladigan 559 nm, 529 nm va 604 nm maksimal so'rilish cho'qqisini ko'rsatadi [18]. Boshqa tomondan, P3HT: Y6 yupqa plyonkalar 400 nm dan 950 nm gacha bo'lgan assimilyatsiya spektrlariga ega, asosiy cho'qqisi 512 nm bo'lib, bu 0e2 o'tishga to'g'ri keladi va polimer zanjirlari yangi qayta tartibga solinganligini ko'rsatadi [19]. Shuning uchun aralash nisbat molekulalarni biriktirish harakatini o'zgartirishi mumkin [20]. Rasm. 1(f) CF:CB (70:30) ko-erituvchidan foydalanish natijasida hosil boʻlgan Y6 tarkibiga bogʻliq holda P3HT:Y6 aralash yupqa plyonkalarning yutilish intensivligidagi oʻzgarishlarning taʼsirini koʻrsatadi. 72% da, intensivlikning keskin pasayishi, plyonka o'sishi jarayonida P3HT kristalliligining pasayishi bilan bog'liq. Eg qiymatlari x-koordinatasini yutilish chegarasining tangens chizig'i bilan kesishish yo'li bilan hisoblangan [21]. Bu qiymatlar [22]:ahv¼Aðhv EgÞmð1ÞParametr'm' elektron o'tish tabiatiga bog'liq va to'g'ridan-to'g'ri o'tishlar uchun 1/2 ni tashkil qiladi[23]. Yutish koeffitsientini ifodalaydi, yutilish intensivligini bildiradi. , va hnis hodisa fotonning energiyasi. 2(a) va (b) suyultirilgan eritmalar va yupqa plyonkalar uchun mos ravishda (ahn)2 va (hn) o'rtasidagi munosabatni ko'rsatadi. Yupqa plyonkalarning qalinligi taxminan 125 nm, suyultirilgan eritmaning qalinligi esa 1 sm. Qo'shimchalar yutilish boshlanishidagi tangens chizig'i va energiya bo'shlig'ining taxminiy qiymati uchun x o'qlari o'rtasidagi kesishuvni tasvirlaydi. Ikkala usuldan olingan optik energiya oralig'i qiymatlari 1.3.2-jadvalda ko'rsatilganidek, o'xshashdir. Strukturaviy xususiyatlar Raman spektroskopiyasi qo'zg'alish to'lqin uzunligi 532 nm bo'lgan yupqa plyonka o'sishi paytida foydalanilgan materiallarning kristalliligini tekshirish uchun ishlatilgan. 3(a) va (b) mos ravishda P3HT va Y6 filmlarining Raman spektrlarini ko'rsatadi. 3(c) P3HT:Y6 yupqa plyonkalarining Raman spektrlarini ko'rsatadi. Aralashtirilgan yupqa plyonkalarning Raman spektrlari P3HTfilmlarning spektrlariga o'xshashlikni ko'rsatdi. Ta'kidlash joizki, Raman spektrlari 1392 sm 1 va 1464 sm 1 pozitsiyalarda asosiy rejimlar bilan tavsiflangan, ular mos ravishda Ramanning P3HT naqshiga xos bo'lgan CeC va C]C simmetrik rejimlarini bildiradi.
Jadval 1. Tauc va boshlang'ich usullari yordamida hisoblangan ikkilik aralashmaning optik energiya bo'shlig'i (masalan) qiymatlari.
2-rasm. Y6 (a) suyultirilgan eritmalar va (b) qattiq holatdagi yupqa plyonkalar uchun turli nisbatlarga ega P3HT asosidagi aralashmalarning Tauc chizmalari.
3-rasm. (a) sof P3HT, (b) sof Y6 plyonkalari, (c) P3HT:Y6 aralash yupqa plyonkalar va (d) P3HT:Y6 filmlarining XRD naqshlari. Qo'shimchada P3HT (100) dan kelib chiqadigan 2q¼5,2da eng yuqori ko'rsatilgan.
Bundan tashqari, ikkita kichik cho'qqi 1104 sm 1 va 1204 sm 1 [24] da namoyon bo'ldi. Y6 uchun Raman spektrlari nisbatan yuqori intensivlikni ko'rsatadigan ikkita tebranish hududini ko'rsatdi. Bu hududlar 1560 va 1465 sm 1 da joylashgan bo'lib, ular mos ravishda alken va tiofen tebranishlari [25]. Nisbiy intensivlik (IC]C/IC-C) qattiq holatdagi yupqa plyonka ichidagi P3HT zanjirlarining orqa suyagi va molekulyar tashkilotining konformatsiyasi haqida tushuncha beradi [24]. Polimer zanjirlarining tekisligi va agregatsiyasi ortishi IC]C/IC-Cratio [26] tomonidan aniqlanadi. Kichik IC]C/IC-Cvalues yuqori darajadagi moslashuvni va yig'ilishning kuchayganligini aniq ko'rsatadi. Aksincha, katta IC]C/IC-C qiymatlari ko'proq o'ralgan[27]. 2-jadvalda Y6 tarkibidagi pasayish bilan IC]C/IC ning pasayishi (1:0,6 va 1:0,8 nisbatlar) polimer tekisligining ortishi bilan izohlanishi mumkin. Shu bilan birga, biz 1:1, 0,8:1, 0,6:1 va 0,4:1 nisbatlarda nisbiy intensivlikning oshishini kuzatdik, bu plyonka zanjirlarining tekisligining pasayishiga va shu bilan birga to'planishning ko'proq pasayishiga bog'liq. Natijada, nisbiy intensivlik qiymatlarining pasayishi polimer zanjirlarining tekisligining ortishi natijasida yuzaga keladigan CeC aloqalaridagi p-elektron zichligining ortishi bilan bog'liq bo'lishi mumkin [27]. Yupqa plyonkalarning qadoqlanishini o'rganish uchun X- radiffraktsiya (XRD) ishlatilgan. P3HT:Y6 yupqa plyonkalarining XRD spektrlari 3(d) da tasvirlangan bo'lib, u (100) tekisligidan diffraktsiyaga mos keladigan 2q¼5,2 da orqa suyaklarning to'planishi natijasida P3HT ning diffraktsiya cho'qqisini aks ettiradi [28]. 2q¼5,2 da cho‘qqi pozitsiyalariga mos keladigan XRDparametr qiymatlari 3-jadvalda ko‘rsatilgan. Natijalar shuni ko‘rsatdiki, aralashmaga Y6 qo‘shilishining ta’siri 0,4:1, 0,6:1 va 0,8 cho‘qqisi sifatida namoyon bo‘ldi: 1 ta namunalar g'oyib bo'ldi, bu kristallikning pasayishini ko'rsatadi, chunki Y6 yuqori molekulyar tartibsiz fulleren bo'lmagan kichik molekuladir. 2qz5.2 da (100) d-oraliq qiymatlari Bragg'slaw[29] yordamida baholandi. Y6 tarkibi ortishi bilan P3HT:Y6 yupqa plyonkalar orasidagi intervalning kamayishi 3-jadvalda ko'rsatilgan. Aralashma namunalaridagi oraliqlarning qisqarishi, xususan, 0,4:1, 0,6:1 va 0,8:1 polimer zanjirlarining buzilishini ko'rsatadi. film o'sishi paytida [30]
2-jadval. P3HT:Y6 yupqa plyonkalarining Raman siljishi yordamida olingan parametrlar.
Jadval 3. P3HT:Y6 yupqa plyonkalarining XRD naqshlaridan foydalangan holda olingan parametrlar.
3.3. Elektrokimyoviy xususiyatlar Yupqa plyonkalar uchun tsiklli voltametriya egri chiziqlari rasmda ko'rsatilganidek, SCE ning 20 mV / skanerlash tezligi potentsialiga nisbatan o'lchandi. 4. Ijobiy potentsial supurish vaqtida oldinga siljish oksidlovchi potentsial yoki anodik yo'nalish deb ataladi. Ushbu skanerlash natijasida anodik cho'qqi deb ataladigan cho'qqi paydo bo'ldi.
4-rasm. P3HT:Y6 aralashmalarining siklik voltametriya spektrlari. O'zaro chiziqli chiziqlar oksidlanish (Eox) va qaytarilish (Ered) potentsiallarining pozitsiyalarini baholash uchun ishlatilgan.
Aksincha, skanerlash yo'nalishi teskari bo'lganda, katodik yo'nalish deb ataladigan reduktiv potentsialning salbiy siljishi akatod cho'qqisini hosil qildi. Yupqa plyonkalarning eV birliklarida eng yuqori ishg'ol qilingan molekulyarorbital (HOMO) va eng past bo'sh bo'lmagan molekulyarorbital (LUMO) energiya darajalari quyidagi tenglamalar bo'yicha hisoblab chiqilgan [31]:
Bu erda EoxandEred mos ravishda oksidlanish va qaytarilish potentsiallarining boshlanishini ifodalaydi. 4,8 - mutlaq energiya darajasi [32]. Shunday qilib, Eg qiymatlari quyidagi tenglama bo'yicha baholandi[33]:
Y6 ning turli vazn nisbatlarida P3HT asosidagi aralashmalarning elektrokimyoviy parametrlari 4-jadvalda jamlangan. Olingan P3HT va Y6 ning energiya darajalari (EHOMO/ELUMO) mos ravishda 5,5/3,2 va 5,7/4,2 ni tashkil etdi. Bundan tashqari, aralashmalarning energiya darajalari sof materiallarnikiga mos edi. 5-rasmda OPV qatlamlarining energiya darajalari diagrammasi tasvirlangan. PEDOT-PSS, ZnO, Al va ITO qatlamlarining HOMO va LUMO darajasidagi qiymatlari adabiyotga asoslangan edi [34]
3.4. Elektr xususiyatlari OPV qurilmalarining elektr xususiyatlari 0,06 sm2 maydonga ega ITO/PEDOT-PSS/P3HT:Y6/ZnO/Al konstruktsiyasiga ko'ra an'anaviy quyosh batareyalarini ishlab chiqarish orqali baholandi. O'lchovlarni o'tkazishdan oldin quyosh batareyalari tavlangan Oksidlanish muammosini oldini olish uchun zudlik bilan tekshirilgan harorat 140 C. J-V egri chiziqlari rasmda. 6 ta simulyatsiya qilingan AM 1,5G bilan 100 mVt/sm2 yorug'lik ostida olingan. Energiya yo'qotilishini minimallashtirish fotovoltaik samaradorlikni oshirish uchun juda muhimdir [35]. Qurilmaning umumiy energiya yo'qotilishi radiatsiyaviy rekombinatsiyaning yo'qolishi, zaryad hosil bo'lishidan energiya yo'qotilishi va radiatsiyaviy bo'lmagan rekombinatsiyaning yo'qolishi natijasida energiya yo'qotilishi natijasida yuzaga kelishi mumkin [36]. Voltaj yo'qolishi (Vloss) quyidagi tenglama bo'yicha baholanishi mumkin [37]:
bu yerdaq elementar zaryadni bildiradi. 5-jadvalda ko'rsatilganidek, katta kuchlanish yo'qolishi VOC va PCE yaxshilanishini cheklab qo'ydi. O'rtacha PCE qiymatlari har bir vazn nisbati uchun ishlab chiqarilgan to'rtta OPV qurilmasini tahlil qilish yo'li bilan aniqlandi va qavs ichidagi raqamlar samaradorlikning maksimal qiymatlarini bildiradi. Donor va qabul qiluvchi komponentlarning aralash nisbati fotofizik xususiyatlarga muhim ta'sir ko'rsatishi mumkin.
Jadval 4. P3HT:Y6 yupqa plyonka qatlamlarining CV texnikasidan foydalangan holda olingan parametrlar.
5-rasm. OPV qatlamlarining energiya darajasi diagrammasi.
6-rasm. Turli vazn nisbatlarida OPV qurilmalarining J-V egri chiziqlari.
Jadval 5. Ikkilik OPV qurilmalarining elektr xususiyatlari.
7-rasm. P3HT:Y6 qurilmalarining ishlashi fotoaktiv qatlam tarkibiga nisbatan (a) qisqa tutashuv oqimi zichligi va quvvatni konversiyalash samaradorligi; va (b) ochiq tutashuv kuchlanishi va to'ldirish koeffitsienti.
Natijalar shuni ko'rsatdiki, Y6 tarkibiga kiritilgan yaxshilanishlar OPV qurilmalarining umumiy unumdorligini oshirishda muhim rol o'ynagan. PCE ko'rsatkichi 2,84% bo'lgan eng yaxshi qurilma ko'rsatkichi taxminan 62% Y6 aralashmasi bilan P3HT:Y6 (0,6:1) uchun erishildi. vazn bo'yicha. OAJ va VOCning yuqori qiymatlari fotonlarni samarali yig'ish natijasida quyosh batareyalaridan olinadigan ko'proq zaryadlarga bog'liq edi. Fulleren bo'lmagan tarkibini doimiy ravishda ko'paytirish bilan P3HT: Y6 qurilmalari 72% Y6 (0,4: 1) bilan past JSC va FF tufayli pasayish samaradorligini ko'rsatdi, buni rasmda ko'rish mumkin. 7. Pastroq P3HT kristalliligi zaif qo'zg'alish dissotsiatsiyasiga va muvozanatsiz zaryad tashishga olib keladi, bu esa yomon tashish va erkin zaryadlarni ajratib olishga olib keladi [38,39]. P3HT zanjirlarining yuqori yig'indisi va yaxshi FFga qaramay, 37% Y6 bo'lgan P3HT: Y6 qurilmalari past Jsc qiymatlari tufayli yomon ishlash ko'rsatdi. Bundan tashqari, shunt qarshiligining yuqori qiymatlari va ketma-ket qarshilikning past qiymatlari faol qatlam hosil bo'lishi paytida kuchli molekulyar stackingni rag'batlantirish va nuqsonlardan kelib chiqadigan oqish oqimini minimallashtirish orqali FFfaktorning yaxshilanishiga yordam berdi. Bu effektlar oxir-oqibat elektrodlarga zaryadni tashishni kuchaytiradi.
4. Xulosa Absorbsion spektrlar tahlili shuni ko'rsatdiki, Y6 NIR spektri hududida sezilarli yutilish qobiliyati va samarali foton yig'ish qobiliyatini namoyish etdi. Bundan tashqari, uning energiya darajalari P3HT bilan mos edi. Y6 tarkibi oshgani sayin, aralash filmlar past agregatsiya va past kristallilikni namoyish etdi, bu Raman va XRD sinovlari natijalaridan dalolat beradi. Ta'kidlash joizki, birlamchi C]C va CeC rejimlarida Raman intensivligi pozitsiyalari doimiy bo'lib qoldi. Bu simmetrik kengayish va past FWHM qiymatlarini ko'rsatdi, bu esa aralash plyonkalarda ishlatiladigan materiallar mos kelishini ko'rsatdi. CV natijalari shuni ko'rsatadiki, qurilmalarning energiya darajalari kaskadli hizalanishni hosil qiladi, bu esa eksiton dissotsiatsiyasi va zaryad o'tkazish uchun mos bo'lishi mumkin. Aralash nisbatini o'zgartirish natijalarga erishishda muhim rol o'ynadi. Polimer hududida yuqori foton yig'ish tufayli 0,6:1 nisbatda eng yaxshi samaraga erishildi. Axloqiy bayonot Bu qo'lyozmada inson sub'ektlari, inson ma'lumotlari yoki insoniy ma'lumotlarga oid tadqiqotlar mavjud emas.
Minnatdorchilik Mualliflar moliyaviy yordam ko'rsatgan Basra universitetiga o'z minnatdorchiligini bildiradilar. Shuningdek, ular Nanotexnologiya laboratoriyasidagi hamkasblariga XRD, Raman va fotovoltaik sinovlar bo'yicha texnik yordam uchun minnatdorchilik bildiradilar. Muallifning hissasi nuqtai nazaridan, Hasan Tarixum B. material sintezi va xarakteristikasi, fotovoltaiklarni yaratish va tavsiflash, qo'lyozma yozish uchun mas'ul edi. Furqon Almyahi qurilmalar va polimer konstruksiyalarining konstruktiv dizaynlariga, Basil Ali esa natijalar tahliliga hissa qo‘shgan.
|
| |
