Chuẩn bị điện cực trong suốt In2O3:Sn (ITO); Bột nano TiO2 có kích thước 5 nm và 15 nm; Bột polymer MEH-PPV và P3HT;
Các dung môi, cồn, nước cất; 2.3.3 Các bước tiến hành thí nghiệm
Xử lí đế ITO bằng rung siêu âm:
Rung siêu âm ITO nhúng trong cồn 2 lần, mỗi lần 30 phút; Rung tiếp trong axeton 2 lần, mỗi lần 30 phút, cuối cùng là rung trong nước cất 30 phút. Lấy các phiến ITO ra, dùng khí nóng sạch sấy khô ITO, đặt trong hộp chân không cho đến khi xử dụng. Trước khi sử dụng làm sạch một lần bằng cách rung siêu âm trong cồn, không rung trong nước cất. Lấy đế ra để khô tự nhiên.
Pha hỗn hợp polymer và nano ôxit
Cho bột nanô ôxit titan kích thước 5 nm (nc-TiO2) và MEH-PPV vào hai lọ sạch, tiếp tục cho dung môi xylene vào. Đem khuấy hai dung dịch bằng máy khuấy từ trong 6 giờ mỗi lọ. Trộn hai lọ với nhau theo tỉ lệ % khối lượng TiO2/MEH-PPV là 10%
Tương tự như trên, khác là bột nanô ôxit titan có kích thước 15 nm (nc-TiO2) và P3HT vào hai lọ sạch, tiếp tục đổ dung môi chlorobenzene vào. Đem khuấy hai dung dịch bằng máy khuấy từ trong 6 giờ mỗi lọ. Trộn hai lọ với nhau theo tỉ lệ % khối lượng TiO2/P3HT là 10%.
Dung dịch để quay phủ ly tâm:
Dung dịch MEH-PPV và P3HT được chuẩn bị bằng cách hòa bột MEH-PPV và P3HT lần lượt trong xylene và chlorobenzene, như sau: 10 mg MEH-PPV trong 1 ml xylene và 8 mg P3HT trong 1 ml chlorobenzene. Sau đó hạt TiO2 được trộn vào dung dịch và dùng máy khuấy từ để phân tán hết các hạt nano TiO2 trong dung dịch.
Phủ màng bằng máy Spin coating
Dùng máy quay phủ li tâm để phủ các màng polymer tinh khiết (MEH-PPV và P3HT) và màng tổ hợp nano MEH-PPV/nc-TiO2 và P3HT/nc-TiO2 theo quy trình sau: Máy quay với tốc độ 1500 rpm trong 3 phút, sau đó để phơi khô tự nhiên trong 5 phút.
Các mẫu sử dụng để đo phổ quang huỳnh quang (PL) được phủ lên mảnh thủy tinh kích thước 1.2 cm 1.2 cm. Chất làm lớp acceptor là PCBM được phủ lên các lớp màng tổ hợp.
Gia nhiệt/ủ mẫu (annealing)
Các lớp màng polymer và tổ hợp được ủ trong chân không thấp để loại bỏ dung môi và ổn định chuỗi polymer. Thời gian ủ đối với polymer thuần khiết là 60 phút tại nhiệt độ ủ 150oC và đối với các tổ hợp là 120 phút tại nhiệt độ ủ 180oC. Độ dày của màng polymer tinh khiết và màng tổ hợp, tương ứng vào khoảng 150 nm và 180 nm.
Phủ điện cực nhôm(Al) bằng phương pháp bốc bay nhiệt
Điện cực nhôm dày ~ 70 nm được chế tạo bằng phương pháp bốc bay chân không trong chuông áp suất ~ 1.3310-3
Pa. Mặt nạ dùng để phân chia các linh kiện có kích thước 4 mm × 5 mm. Như vậy, diện tích làm việc của một linh kiện sẽ là 0.20 cm2. Linh kiện OSC có cấu trúc Al/PCBM/MTC/ITO và Al/PCBM/PTC/ITO.
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1 Nghiên cứu tính chất quang và quang điện của vật liệu tổ hợp hữu cơ chứa tinh thể TiO2 cấu trúc nano