SwePub
Sök i LIBRIS databas

  Utökad sökning

onr:"swepub:oai:DiVA.org:kau-69365"
 

Sökning: onr:"swepub:oai:DiVA.org:kau-69365" > Engineering Two-Pha...

  • Holmes, Natalie P.Karlstads universitet,Institutionen för ingenjörsvetenskap och fysik (from 2013),University of Newcastle, Australia (författare)

Engineering Two-Phase and Three-Phase Microstructures from Water-Based Dispersions of Nanoparticles for Eco-Friendly Polymer Solar Cell Applications

  • Artikel/kapitelEngelska2018

Förlag, utgivningsår, omfång ...

  • 2018-08-17
  • American Chemical Society (ACS),2018
  • printrdacarrier

Nummerbeteckningar

  • LIBRIS-ID:oai:DiVA.org:kau-69365
  • https://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kau:diva-69365URI
  • https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.8b03222DOI

Kompletterande språkuppgifter

  • Språk:engelska
  • Sammanfattning på:engelska

Ingår i deldatabas

Klassifikation

  • Ämneskategori:ref swepub-contenttype
  • Ämneskategori:art swepub-publicationtype

Anmärkningar

  • Nanoparticle organic photovoltaics, a subfield of organic photovoltaics (OPV), has attracted increasing interest in recent years due to the eco-friendly fabrication of solar modules afforded by colloidal ink technology. Importantly, using this approach it is now possible to engineer the microstructure of the light absorbing/charge generating layer of organic photovoltaics; decoupling film morphology from film deposition. In this study, single-component nanoparticles of poly(3-hexylthiophene) (P3HT) and phenyl-C61 butyric acid methyl ester (PC61BM) were synthesized and used to generate a two-phase microstructure with control over domain size prior to film deposition. Scanning transmission X-ray microscopy (STXM) and electron microscopy were used to characterize the thin film morphology. Uniquely, the measured microstructure was a direct input for a nanoscopic kinetic Monte Carlo (KMC) model allowing us to assess exciton transport properties that are experimentally inaccessible in these single-component particles. Photoluminescence, UV-vis spectroscopy measurements, and KMC results of the nanoparticle thin films enabled the calculation of an experimental exciton dissociation efficiency (ηED) of 37% for the two-phase microstructure. The glass transition temperature (Tg) of the materials was characterized with dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and thermal annealing led to an increase in ηED to 64% due to an increase in donor-acceptor interfaces in the thin film from both sintering of neighboring opposite-type particles in addition to the generation of a third mixed phase from diffusion of PC61BM into amorphous P3HT domains. As such, this study demonstrates the higher level of control over donor-acceptor film morphology enabled by customizing nanoparticulate colloidal inks, where the optimal three-phase film morphology for an OPV photoactive layer can be designed and engineered.

Ämnesord och genrebeteckningar

  • NATURVETENSKAP Fysik hsv//swe
  • NATURAL SCIENCES Physical Sciences hsv//eng
  • NATURVETENSKAP Kemi hsv//swe
  • NATURAL SCIENCES Chemical Sciences hsv//eng
  • Amorphous films
  • Amorphous materials
  • Butyric acid
  • Cell engineering
  • Colloids
  • Deposition
  • Environmental protection
  • Excitons
  • Glass transition
  • Morphology
  • Nanoparticles
  • Polymer solar cells
  • Scanning electron microscopy
  • Sintering
  • Solar cells
  • Solar power generation
  • Synthesis (chemical)
  • Thermoanalysis
  • Thin films
  • Ultraviolet visible spectroscopy
  • D. dynamic mechanical thermal analyses (DMTA)
  • Donor-acceptor interfaces
  • Kinetic Monte Carlo modeling
  • Scanning transmission x ray microscopy
  • Solar-cell applications
  • Three phase microstructure
  • Two-phase microstructures
  • Water based dispersion
  • Microstructure
  • Physics
  • Fysik
  • Kemi
  • Chemistry

Biuppslag (personer, institutioner, konferenser, titlar ...)

  • Marks, MelissaUniversity of Newcastle, Australia (författare)
  • Cave, James M.University of Bath, United Kingdom (författare)
  • Feron, KrishnaUniversity of Newcastle, Australia (författare)
  • Barr, Matthew G.University of Newcastle, Australia (författare)
  • Fahy, AdamUniversity of Newcastle, Australia (författare)
  • Sharma, AnirudhFlinders University, Australia; University of Bordeaux, France (författare)
  • Pan, XunFlinders University, Australia (författare)
  • Kilcoyne, David A. L.Lawrence Berkeley National Laboratory, United States (författare)
  • Zhou, XiaojingUniversity of Newcastle, Australia (författare)
  • Lewis, David A.Flinders University, Australia (författare)
  • Andersson, Mats R.Flinders University, Australia (författare)
  • van Stam, Jan,1958-Karlstads universitet,Institutionen för ingenjörs- och kemivetenskaper (from 2013)(Swepub:kau)janstam (författare)
  • Walker, Alison B.University of Bath, United Kingdom (författare)
  • Moons, Ellen,professor,1966-Karlstads universitet,Institutionen för ingenjörsvetenskap och fysik (from 2013)(Swepub:kau)ellemoon (författare)
  • Belcher, Warwick J.University of Newcastle, Australia (författare)
  • Dastoor, Paul C.University of Newcastle, Australia (författare)
  • Karlstads universitetInstitutionen för ingenjörsvetenskap och fysik (from 2013) (creator_code:org_t)

Sammanhörande titlar

  • Ingår i:Chemistry of Materials: American Chemical Society (ACS)30:18, s. 6521-65310897-47561520-5002

Internetlänk

Hitta via bibliotek

Till lärosätets databas

Kungliga biblioteket hanterar dina personuppgifter i enlighet med EU:s dataskyddsförordning (2018), GDPR. Läs mer om hur det funkar här.
Så här hanterar KB dina uppgifter vid användning av denna tjänst.

 
pil uppåt Stäng

Kopiera och spara länken för att återkomma till aktuell vy