研究目的
开发一种能够全向吸光、兼具柔韧性、稳定性和高效性的倒置有机太阳能电池(FOSCs),采用石墨烯-氧化锌(G-ZnO)复合材料作为兼具电子传输与下转换光谱功能的双功能层。
研究成果
与未采用G-ZnO层的器件相比,搭载G-ZnO复合双功能层的开发型FOSCs展现出更优异的光伏性能、机械柔韧性和环境稳定性。石墨烯片层与氧化锌纳米颗粒之间的界面化学作用通过提供额外电子传输路径及形成环境降解防护屏障,在提升器件性能方面发挥了关键作用。
研究不足
该研究未详细探讨复合材料中G与ZnO比例变化对器件稳定性的影响。此外,尽管器件环境稳定性有所提升,但仍可能不足以满足某些商业应用需求。
1:实验设计与方法选择:
研究涉及在柔性PET单丝基底上设计纤维状倒置有机太阳能电池(FOSCs)。合成了G-ZnO复合材料并将其用作FOSCs中的双功能层。
2:样品选择与数据来源:
所用材料包括PET单丝、PEDOT:PSS、P3HT、PCBM和ITO靶材。石墨烯由石墨薄片和二水合醋酸锌合成。
3:实验设备与材料清单:
设备包括射频磁控溅射系统、场发射扫描电子显微镜(JEOL-7610F-Plus)、透射电子显微镜(JEM-F200)、X射线光电子能谱仪(K-alpha)和Bio-Logic SP-150电化学工作站。
4:0)、X射线光电子能谱仪(K-alpha)和Bio-Logic SP-150电化学工作站。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:通过将石墨烯加入醋酸锌溶液,随后进行超声处理、搅拌和加热来制备G-ZnO复合材料。FOSCs通过在PET基底上依次沉积镍层、PEDOT:PSS、P3HT:PCBM、G-ZnO和ITO层制备而成。
5:数据分析方法:
光伏特性通过Bio-Logic SP-150电化学工作站测定。结构和形貌分析采用XRD、FESEM、TEM和XPS进行。
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获取完整内容-
FESEM
JEOL-7610F-Plus
JEOL
Morphological analysis of the G-ZnO composite and device cross-sections
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TEM
JEM-F200
JEOL
Internal morphological analysis of the G-ZnO composite
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PET monofilament
Flexible substrate for the FOSCs
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PEDOT:PSS
3–4% dispersion in distilled water
Sigma Aldrich
Hole transport layer in the FOSCs
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Graphene
Component of the G-ZnO composite for electron transport
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ZnO
Component of the G-ZnO composite for electron transport and downconversion spectral
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ITO target
TAEWON SCIENTIFIC Co. Ltd., Korea
Transparent electrode in the FOSCs
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RF magnetron sputtering system
Deposition of Ni and ITO layers
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XPS
K-alpha X-ray photoelectron spectrometer
Thermo VG, UK
Analysis of chemical bonds and environmental impurities in the G-ZnO composite
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Bio-Logic SP-150 potentiostat
SP-150
Bio-Logic
Determination of photovoltaic characteristics of the FOSCs
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