研究目的
研究通过喷涂或旋涂法制备的ZnO/P3HT/P3HT-b-PEO混合薄膜的形貌调控,以增大混合体异质结太阳能电池中激子分离的界面面积。
研究成果
旋涂薄膜具有更小且分布更均匀的畴区尺寸,这对HBSCs中的激子分离有利。通过优化氧化锌比例,喷涂薄膜也能实现相近的小尺寸畴区,因而适用于大规模生产。沉积方法与材料组分对调整形貌以提升太阳能电池性能均起着关键作用。
研究不足
该研究仅限于特定的沉积方法(喷涂和旋涂)及材料成分。喷涂薄膜的表面粗糙度较高,可能会影响应用效果。实验是在受控的实验室条件下进行的,要扩展到工业规??赡苄枰徊接呕?。
1:实验设计与方法选择:
本研究比较了喷涂与旋涂沉积法制备混合薄膜的效果。采用一锅溶胶-凝胶合成法,将锌前驱体引入二嵌段共聚物的PEO链段以减少团聚。通过扫描电镜(SEM)和飞行时间掠入射小角中子散射(TOF-GISANS)研究形貌特征。
2:样品选择与数据来源:
混合薄膜由不同重量比的ZnO、P3HT和P3HT-b-PEO制备而成,沉积基底为硅片。
3:实验设备与材料清单:
材料包括P3HT-b-PEO、醋酸锌、二氯苯(DCB)、二甲基亚砜(DMSO)、单乙醇胺(MEA)。设备包含用于喷涂的喷枪、旋涂仪、扫描电镜(蔡司Gemini Ultra Plus)、TOF-GISANS仪器(FRM II的REFSANS)、光学显微镜(Axiolab A)及触针式轮廓仪(布鲁克DektakXT)。
4:实验流程与操作步骤:
将聚合物溶解于溶剂混合物后加入锌前驱体,80°C搅拌后通过喷涂或旋涂沉积,薄膜经80°C退火处理。表征手段包括SEM、TOF-GISANS和光学显微镜观测。
5:数据分析方法:
通过垂直/水平线切割分析TOF-GISANS数据,采用基于DWBA和LMA模型的拟合提取畴尺寸与结构信息。
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SEM
Gemini Ultra Plus
Zeiss
Used for scanning electron microscopy to investigate surface morphology.
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optical microscope
Axiolab A
Carl Zeiss
Used for optical microscopy to observe surface features.
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-
stylus profiler
DektakXT
Bruker
Used to detect film thickness.
-
airbrush gun
Grafo T3
Harder & Steenbeck GmbH & Co. KG
Used for spray coating deposition of hybrid films.
暂无现货
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TOF-GISANS instrument
REFSANS
Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II)
Used for time-of-flight grazing-incidence small-angle neutron scattering to probe inner film structures.
暂无现货
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