Để so sánh tính chất quang điện của tổ hợp MTC và PTC, chúng tôi đã chế tạo linh kiện kiểu pin mặt trời hữu cơ tương ứng cho hai loại tổ hợp trên. Cách chế tạo được trình bày ở Chương 2. Linh kiện OSC cấu trúc đa lớp Al/PCBM/MTC/ITO và Al/PCBM/PTC/ITO được trình bày trên Hình 3.4.
Hình 3.4- Sơ đồ cấu tạo của linh kiện OSC sử dụng các lớp màng mỏng tổ hợp MEH-
PPV+TiO2 (a) và P3HT+TiO2. Bề dày của lớp MTC và PTC là ~ 120 nm, lớp PCBM
dày 50 nm và điện cực nhôm ~ 70 nm.
Như đã nêu ở trên, linh kiện OSC chế tạo từ lớp MTC (gọi tắt là OSC-1) và từ PTC (OSC-2) được chế tạo để so sánh hiệu suất chuyển hóa quang điện của chúng. Khảo sát các thông số của linh kiện như thế hở mạch (VOC), dòng ngắn mạch (JSC) hệ số điền đầy (FF) được thực hiện trên hệ điện hóa "Auto-Lab. potentiostat-HH-01", sử dụng quét điện thế vòng (CV) trong tối và chiếu rọi. Nguồn chiếu rọi là thiết bị mô phỏng phổ mặt trời "Sol 1A- Newport”. Hình 3.5 trình bày các đường đặc tuyến I-V
nhận được trên hai loại linh kiện OSC-1 và OSC-2. Trong hình này ô chữ nhật minh họa hệ số FF xác định bởi các điện tích trái dấu "cán đích" tại các điện cực.
Giá trị của các thông số linh kiện OSC như FF và PCE được tính theo các công thức 1.4 và 1.5 (xem trong chương 1).
Bằng cách đó, hệ số FF của OSC-1 và OSC-2 tính được lần lượt là 0.53 and 0.64. Hiệu suất chuyển hóa quang điện PCE của OSC-1 và của OSC-2 tương ứng là 0.17% và 0.45%. Kết quả này cho thấy PCE của OSC-2 lớn gấp hơn hai lần PCE của OSC-1.
(a) (b)
Hình 3.5- Đặc tuyến dòng-thế của OSC-1(a): Voc = 0.14 V, Jsc = 1.24 mA/cm2, FF =
0.53, PCE = 0.17% và của OSC-2 (b): Voc = 0.243 V, Jsc = 1.43 mA/cm2, FF = 0.64,
PCE = 0.45 %.
Việc nhận được kết quả về FF của OSC-2 lớn hơn của OSC-1 chứng tỏ polymer dẫn P3HT là chất phù hợp với nc-TiO2 hơn là MEH-PPV. Do đó các hạt nano TiO2 đã gắn chặt hơn với P3HT. Điều này là do khi quay li tâm, các hạt nano TiO2 đã "văng" mạnh và "đâm" sâu vào polymer, không để lại các lỗ hổng (bọt khí) kích thước nano -