一种基于电动力学打印的增材制造方法,用于制造P3HT:PCBM薄膜
Zulfikre Esa1, Malik Muhammad Nauman2, Lei Jin3
1Faculty of Integrated Technologies, Universiti Brunei Darussalam, Bandar Seri Begawan, BE 1410, Brunei Darussalam.
Scientific reports
|September 28, 2023
概括
电动力原子化制造的聚3-基thiophene:酸甲基 (P3HT:PCBM) 薄膜用于有机太阳能电池. 优化的处理参数改善了薄膜形态和光学特性,提高了性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 有机电子 有机电子
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 增材制造 (AM) 提供了高性能组件的多功能制造.
- 有机太阳能电池 (OSC) 使用聚合物基吸收层进行能量转换.
研究的目的:
- 为了制造聚3-基thiophene:用电动力原子化 (EHDA) 制造的基-C61-黄油酸甲基 (P3HT:PCBM) 薄膜.
- 将这些薄膜作为有机太阳能电池中的吸收层集成.
- 优化EHDA过程以实现稳定的沉积,并分析由此产生的薄膜特性.
主要方法:
- 开发了P3HT:PCBM油墨的操作包裹,优化了稳定圆沉积的流速和应用于电压.
- 系统地分析了EHDA打印薄膜的地形,形态和光学特性.
- 研究了热温度和流速对薄膜特性和P3HT:PCBM混合物形态学的影响.
主要成果:
- 获得了薄膜,其根-平均-平方粗度从1.938到3.345nm不等,根据回火温度和流速而异.
- 薄膜质量和厚度分别控制在3.23523.471 mg和597.5 nm1.60 μm之间.
- 薄膜具有广泛的可见吸收 (340600 nm,λmax~500 nm). 增加的回火温度和流速使PCBM集群大小减少了3%,集群间距离减少了82%.
结论:
- 对于有机太阳能电池应用,EHDA是一种可行的制造P3HT:PCBM薄膜的方法.
- 过程参数的优化显著影响电影的地形,形态和光学特性.
- 控制形态,特别是减少PCBM集群聚合,对于提高有机太阳能电池性能至关重要.
