| 1. |
- Aarnio, Harri, et al.
(författare)
-
Spontaneous Charge Transfer and Dipole Formation at the Interface Between P3HT and PCBM
- 2011
-
Ingår i: Advanced Energy Materials. - : Wiley-VCH Verlag Berlin. - 1614-6832 .- 1614-6840. ; 1:5, s. 792-797
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- In the pursuit of developing new materials for more efficient bulk-heterojunction solar cells, the blend poly (3-hexylthiophene):[ 6,6]-phenyl-C(61)-butyric acid methyl ester (P3HT:PCBM) serves as an important model system. The success of the P3HT: PCBM blend comes from efficient charge generation and transport with low recombination. There is not, however, a good microscopic picture of what causes these, hindering the development of new material systems. In this report UV photoelectron spectroscopy measurements on both regiorandom-(rra) and regioregular-(rr) P3HT are presented, and the results are interpreted using the Integer Charge Transfer model. The results suggest that spontaneous charge transfer from P3HT to PCBM occurs after heat treatment of P3HT: PCBM blends. The resulting formation of an interfacial dipole creates an extra barrier at the interface explaining the reduced (non-)geminate recombination with increased charge generation in heat treated rr-P3HT: PCBM blends. Extensive photoinduced absorption measurements using both above-and below-bandgap excitation light are presented, in good agreement with the suggested dipole formation.
|
|
| 2. |
|
|
| 3. |
- Davis, Robert J, et al.
(författare)
-
Determination of energy level alignment at interfaces of hybrid and organic solar cells under ambient environment
- 2011
-
Ingår i: JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY. - : Royal Society of Chemistry. - 0959-9428. ; 21:6, s. 1721-1729
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Device function in organic electronics is critically governed by the transport of charge across interfaces of dissimilar materials. Accurate measurements of energy level positions in organic electronic devices are therefore necessary for assessing the viability of new materials and optimizing device performance. In contrast to established methods that are used in solution or vacuum environments, here we combine Kelvin probe measurements performed in ambient environments to obtain work function values with photoelectron spectroscopy in air to obtain ionization potential, so that a complete energy level diagram for organic semiconductors can be determined. We apply this new approach to study commonly used electron donor and acceptor materials in organic photovoltaics (OPV), including poly(3-hexylthiophene) (P3HT), [6,6]-phenyl C61 butyric acid methyl ester (PCBM), and ZnO, as well as examine new materials. Band alignments across the entire OPV devices are constructed and compared with actual device performance. The ability to determine interfacial electronic properties in the devices enables us to answer the outstanding question: why previous attempts to make OPV devices using 6,13-bis(triisopropylsilylethynyl) (TIPS)-pentacene as the electron donor were not successful.
|
|
| 4. |
- Fahlman, Mats, et al.
(författare)
-
Photoelectron spectroscopy and modeling of interface properties related to organic photovoltaic cells
- 2013
-
Ingår i: Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena. - : Elsevier. - 0368-2048 .- 1873-2526. ; 190, s. 33-41
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- In this short review, we will give examples on how photoelectron spectroscopy (PES) assisted by models on interface energetics can be used to study properties important to bulk heterojunction type organic photovoltaic devices focusing on the well-known bulk heterojunction blend of poly(3-hexylthiophene):[6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester (P3HT:PCBM) and its model system P3HT:C-60. We also will discuss some of the limitations of PES as applied to organic semiconductors (OS) and photovoltaic devices and finish with reviewing recent theoretical advances that now enable calculation of relevant parameters at (hybrid) interfaces measured by PES.
|
|
| 5. |
- Karlsson, Stefan, et al.
(författare)
-
Korrosion av planglas inom byggbranschen kopplat till betong
- 2019
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Ett förekommande problem under byggprocessen är betongrinning. Innebörden av betongrinning är att vatten varit i kontakt med färsk betong och därefter påverkat glasytor till fasader/balkonger/fönster. Påverkan på glaset kan vara fysisk och ibland även kemisk. Resultatet blir droppfläckar, rinnmärken och utfällningar som försämrar glasets ljusgenomsläpplighet och estetiska intryck. Så länge påverkan enbart är fysisk är denna skada relativt lätt att ta bort antingen med hjälp av mekanisk polering eller genom att torka glaset med utspädd syra. Ofta fortskrider dock processen till ett kemiskt angrepp på glaset, vilket är permanent och inte går att avlägsna helt med ovan nämnda metoder. Kemiska reaktioner har då skapat etsningar i glasytan som på sikt blir i storleksordningen mikrometer djupa.I denna förstudie har vi försökt simulera betongrinningsangrepp dels under kontrollerade förhållanden i laboratoriemiljö och dels i utomhusmiljö. Försöksvariablerna var två olika betongvarianter samt glas med respektive utan ett på marknaden befintligt glasskyddande medel. Resultatet av försöken har analyserats genom okulär bedömning, mikroanalys med svepelektronmikroskop och energidispersiv röntgenspektroskopi samt yttopografimätningar med optisk profilometer. Testerna resulterade i utfällningar på glasytan innehållande ämnena svavel, kalium och kalcium, vilka bedöms härstamma från betongen. Efter inomhusförsöken, som pågick i fyra månader, gick utfällningarna att tvätta bort med saltsyralösning, och inga djupgående, permanenta korrosionsskador syntes på glaset. Utomhusförsöken utsträcktes till elva månader, varpå bestående skador kunde konstateras på glasytorna efter att utfällningarna tvättats bort. Djupet på skadorna uppmättes som mest till cirka en halv mikrometer. Varken sänkning av pH i betongen eller skyddsbehandling av glaset bidrog till att hindra uppkomst av fläckighet eller etsningar på glaset. I diskussioner med industrirepresentanter konstaterades att betongrinning är ett ganska vanligt problem, som är oberoende av geografi. Tidigare försök med behandling av både betong och glas varit verkningslösa. I majoriteten av fall handlar problemen om inglasade balkonger alternativt glasräcken i kombination med balkongplatta i betong. Det man vet fungerar är att använda en korrekt konstruktion som hindrar vattnet från att droppa ned på glaset. Regelbunden rengöring av glasen hjälper också och kommer förmodligen hamna som ett underhållskrav mot kunder.
|
|
| 6. |
- Karlsson, Stefan, 1984-, et al.
(författare)
-
Lätta Innovativa Material för Effektiva Solcellsmoduler (LIMES)
- 2017
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Utvinning av solenergi genom solceller är en lovande teknik för att öka andelen förnyelsebara energikällor både nu och i framtiden. Glas till solceller är en betydande del av kostnaden och en nödvändighet att utveckla för att öka livslängden och minska priset per utvunnen watt. I LIMES har man studerat dels att tillsätta optiskt aktiva komponenter som absorberar skadligt UV ljus och samtidigt konverterar det till synligt ljus som i sin tur kan konverteras till energi i solcellerna. Därmed är vinsten tvåfaldig, ökar både livslängden och effektiviteten med upp till 4%. Vidare har det studerats hur man kan optimera de mekaniska och kemiska egenskaperna av glas för att kunna öka den mekaniska och kemiska livslängden, detta genom att optimera glassammansättningen. Man har inom projektet visat att motstånd mot sprickbildning av en ny sammansättning ökar med en faktor 3 och att den kemiska resistensen ökar med en faktor 4. Termo-kemisk härdning av glas har demonstrerats i labskala som ger upphov till minst lika stor härdningsgrad samt ökar motstånd mot sprickbildning med en faktor 2. Det möjliggör användning av tunnare glas och därmed betydligt lättare solceller. Glasytans sammansättning modifieras signifikant genom att öka halten aluminiumoxid och det ger upphov till de förbättrade egenskaperna. Den termo-kemiska behandlingen ökar vattens kontaktvinkel mot glasytan vilket bidrar till ett självrengörande glas. Multifunktionella ytor på glas som är både antireflektiva och självrengörande har studerats genom två olika angreppssätt, nanostrukturerad ytmodifiering och porösa antireflektiva beläggningar med fotokatalytisk nedbrytningsförmåga. Nanostrukturerade glasytor ger upphov till en ökad ljusspridning och kan på så vis effektivt guida ner diffust ljus till solceller och samtidigt ändra vattens kontaktvinkel mot glaset. LIMES-koncepten har demonstrerats genom kvantitativa mätningar och tillverkande av små kiselsolcellsmoduler. Projektet har stått för att öka potentialen för kommersialisering ifrån TRL (Technology Readiness Level) nivå 2-4 till 4-6. Man undersöker i det närmaste hur man kan skala upp planglastillverkning för att kunna ta nästa steg mot kommersialisering.
|
|
| 7. |
- Sehati, Parisa, et al.
(författare)
-
Aesthetically pleasing PV modules for the Built Environment
- 2019
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Sustainable development of the built environment is in the vicinity with circular economy, green building technology and the integration of renewable energy harvesting devices. Solar energy is an enormous resource, in 90 minutes the sun irradiates energy in an amount that is equal to our entire planet’s annual energy need. PV modules is an increasing alternative to generate electricity which has reached grid parity with fossil energy in larger installations. However, fields of PV modules require space and in the built environment the space is scarce, therefore, building applied and building integrated PV has become increasingly interesting. As PV becomes an integrated part in the built environment the aesthetics becomes important, also for it to become accepted among architects. Today, there are many alternatives to make PV modules aesthetically pleasing and many companies develop this further in collaboration with building contractors and architects. In the current report we introduce color, light and PV modules and present a survey of how to make PV modules aesthetically pleasing with a special focus on modification of its color. We present some examples of aesthetically pleasing PV modules and Nordic companies that have been working with developing this. We also list companies that supply roof- as well as façade systems. Finally, we discuss the challenges and the cost implications for aesthetically pleasing PV modules in the built environment.
|
|
| 8. |
- Sehati, Parisa, et al.
(författare)
-
Energy-Level Alignment at Metal-Organic and Organic-Organic Interfaces in Bulk-Heterojunction Solar Cells
- 2010
-
Ingår i: IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. - : Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). - 1077-260X .- 1558-4542. ; 16:6, s. 1718-1724
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Ultraviolet photoelectron spectroscopy measurements in combination with the integer charge transfer (ICT) model is used to obtain the energy-level alignment diagrams for two common types of bulk-heterojunction solar cell devices based on poly(3-hexylthiophene) or poly(2-methoxy-5-(3,7 -dimethyloctyloxy)- 1,4-phenylene vinylene) as the donor polymer and (6,6)phenyl- C61-butric-acid as the acceptor molecule. A ground-state interface dipole at the donor/acceptor heterojunction is present for both systems, but the origin of the interface dipole differs, quadrupole-induced in the case of poly(2-methoxy-5-(3,7-dimethyl-octyloxy)-1,4-phenylene vinylene), and ICT state based for poly(3-hexylthiophene). The presence of bound electron-hole charge carriers (CT states) and/or interface dipoles are expected to enhance exciton dissociation into free charge carriers, thus reducing the probability that charges become trapped by Coulomb forces at the interface followed by recombination.
|
|
| 9. |
- Sehati, Parisa, et al.
(författare)
-
Energy level alignment in Au/pentacene/PTCDA trilayer stacks
- 2013
-
Ingår i: Chemical Physics Letters. - : Elsevier. - 0009-2614 .- 1873-4448. ; 583, s. 38-41
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Ultraviolet photoelectron spectroscopy is used to investigate the energy level alignment and molecular orientation at the interfaces in Au/pentacene/PTCDA trilayer stacks. We deduced a standing orientation for pentacene grown on Au while we conclude a flat lying geometry for PTCDA grown onto pentacene. We propose that the rough surface of polycrystalline Au induces the standing geometry in pentacene. It is further shown that in situ deposition of PTCDA on pentacene can influence the orientation of the surface pentacene layer, flipping part of the surface pentacene molecules into a flat lying geometry, maximizing the orbital interaction across the pentacene–PTCDA heterojunction.
|
|
| 10. |
- Sehati, Parisa, 1974-
(författare)
-
Influence of intermolecular order at the interfaces
- 2012
-
Doktorsavhandling (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- The work presented in this thesis covers a range of different surfaces and interfaces of organic molecules/polymers and metallic materials. It is of vita importance to understand how charge transfer processes and other electrical interactions existing at physisorped contacts can influence the electronic structure at an interface. Hence our mission in these studies was to understand the physics happening at the aforementioned surfaces and interfaces of relevance to electronic devices, mainly solar cells.In order to explain the observed measurements at physisorped interfaces, a model previously has been put forward. The Integer Charge Transfer (ICT) model explains why and how charge transfer can occur at an interface consisting of π-conjugated molecules/ polymers and a metallic/semi-conducting substrate. The main output of this model is depicted in a typical curve and considers two different regimes, namely when charge transfer occurs and when it doesn’t happen. This curve is obtained through measuring work function of the organic semi-conducting material atop of different substrates covering a wide span of work functions. The measured work function of the organicsubstrate is visualized as the vertical axis of a graph with the substrate work function as the horizontal axis. The ultimate curve then resembles the famous, well-known “mark of Zorro”. The part with slope=1 is an indication of the vacuum level alignment. In plain text it means there is no charge transfer between deposited/ span material and substrate. On the other hand, part of the curve with slope=0 is a measure of Fermi-level pinning and occurrence of charge transfer. The threshold point between these two regimes is called pinning point which either implies ICT+ (positive Integer Charge Transfer state) or ICT- (negative Integer Charge Transfer state). It is crucial to realize that a π-conjugated molecule can be both acceptor or donor depending on the substrate work function.Our efforts were aimed toward further improving this model and understanding impacting factors on charge transfer and the pinning point. Factors such as interface dipole and inter- and intra-molecular order are among the most important ones. Order and packing of the spin-coated and vacuumdeposited materials thus directly affect the position of the pinning point/Integer Charge Transfer states. Therefore any parameter which can influence order/packing can affect the interface dipole and resulting energy level alignment. Intra-molecular order, for example, can be tuned by annealing (twisting of the conjugated chains, crystal grain growth) while thickness of the deposited material also can modify intermolecular packing. All those factors were studied in the context of this thesis, mainly using materials common in socalled bulk heterojunction solar cells. Another way to tune the energy level alignment at interfaces is through Self-Assembled Molecules (SAMs). We have utilized such molecules to manipulate the surface of zinc oxide, a common ingredient of transparent solar cells, studying the effects on work function and therefore charge injection properties.
|
|
