Effect of molecular weight on the photovoltaic performance of a low band gap copolymer blended with ICBA

Autor: Nicolas Leclerc, Galymzhan T. Koishiyev, Patrick Lévêque, Thomas Heiser, Rony Bechara, Olzhas A. Ibraikulov
Přispěvatelé: Jung, Marie-Anne, Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2013
Předmět:
Zdroj: Mater. Res. Soc. Symp. Proc.
Material Research Society (MRS) Spring Meeting, Symposium on Organic and Hybrid Photovoltaic Materials and Devices
Material Research Society (MRS) Spring Meeting, Symposium on Organic and Hybrid Photovoltaic Materials and Devices, Apr 2013, San Francisco, United States. pp.mrss13-1537-b06-18
Popis: An increase in molecular weight of the polymer generally impedes solubility in common solvents and may influence the polymer optoelectronic properties as well. Indeed, higher molecular weights are expected to increase charge carrier mobilities and therefore give rise to better photovoltaic performances of bulk heterojunction solar cells. In this work, we use copolymers based on 2,1,3-benzothiadiazole, thiophene and thieno[3,2-b]thiophene units of various fractions differing in molecular weights almost by a factor of 4 with a fullerene based acceptor material Indene-C60 Bisadduct (IC[60]BA) to elaborate bulk heterojunction solar cells. We investigate the influence of post-deposition annealing temperatures and polymer:fullerene ratios on the final cell performances. We use IC[60]BA as an acceptor to enhance the open circuit voltage due to its high lying LUMO level [1]. Additionally, charge carrier mobilities were probed using bottom contact organic field-effect transistors. As expected, higher molecular weights (as long as homogeneity was maintained) resulted in an increase of the hole field-effect mobility (up to 7x10-3 cm2V-1s-1). Consequently, the power conversion efficiencies of bulk heterojunction solar cells could be improved by increasing the copolymer molecular weight. A power conversion efficiency of 2.4% with an open circuit voltage of 0.82V was reached in a standard device configuration with aluminum as a cathode after post-deposition thermal annealing.
Databáze: OpenAIRE