研究目的
研究二甲基亚砜掺杂对PEDOT:PSS薄膜的影响以优化混合太阳能电池中的空穴传输层。
研究成果
研究表明,5%的DMSO浓度是PEDOT:PSS薄膜的最佳配比,可使混合太阳能电池获得最大电导率和功率转换效率。DMSO掺杂引发的结构和形貌变化对提升空穴传输层性能至关重要。
研究不足
本研究仅限于考察DMSO掺杂对PEDOT:PSS薄膜的影响及其在混合太阳能电池中的应用。优化实验基于有限的DMSO浓度范围(2.5、5和7.5体积%)。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过优化PEDOT:PSS薄膜中的DMSO浓度来提升其作为混合太阳能电池空穴传输层的性能。采用的技术包括原子力显微镜(AFM)、传输长度法(TLM)、X射线反射率(XR)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外光电子能谱(UPS)。
2:样品选择与数据来源:
在n-Si衬底上制备了掺杂不同浓度DMSO(2.5%、5%和
3:5%、5%和5%体积比)的PEDOT:
7.5%体积比)的PEDOT:PSS薄膜。数据通过基于同步辐射的XR、AFM、XPS、UPS和TLM测量采集。
4:实验设备与材料清单:
设备包括AFM(5500 AFM,安捷伦)、用于XR的同步辐射源(MCX光束线,Elettra)、用于XPS和UPS的Omicron多探针超高真空系统,以及用于TLM测量的Keithley 2400源表。材料包括Sigma Aldrich的PEDOT:PSS(PH1000)、DMSO和Capstone FS-31。
5:0)、DMSO和Capstone FS-31。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:将PEDOT:PSS薄膜旋涂在清洁的衬底上,退火后采用上述技术进行表征,研究其结构、形貌和电学性能。
6:数据分析方法:
XR数据采用Parratt形式理论分析,AFM图像分析形貌和相位,XPS和UPS数据分析电子结构和界面特性,TLM数据分析电导率。
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获取完整内容-
AFM
5500 AFM
Agilent
Used to map the top surface morphology of the films.
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TLM
Keithley 2400
Keithley
Used to measure the electrical conductivity of PEDOT:PSS thin films.
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PEDOT:PSS
PH1000
Sigma Aldrich
Used as a hole transport layer in hybrid solar cells.
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DMSO
Sigma Aldrich
Used as a dopant to enhance the electrical conductivity of PEDOT:PSS films.
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Capstone FS-31
Dupont
Used to improve the wettability of PEDOT:PSS solution.
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XPS/UPS
EA125 hemispherical electron analyzer
Omicron Nano Technology
Used to study the electronic structure and interface property of PEDOT:PSS/n-Si.
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