سنتز نانوچندسازه rGO/Pt(Nano Star) به‌عنوان ماده انتقال‌دهنده حفره در سلول خورشيدي پليمري

Synthesis of rGO/Pt(Nano Star) nanocomposite as hole transporting material in polymer solar cells

در اين پژوهش، نانوچندسازه اكسيدگرافن احياشده/پلاتين نانوستاره (NS) rGO/Pt به‌عنوان ماده‌اي جديد براي قرارگيري در لايه انتقال حفره سلول خورشيدي پليمري و جايگزيني براي پلي (3، 4-اتيلن دي اكسي تيوفن): پلي (استايرن سولفونيك اسيد) PEDOT:PSS معرفي‌شده است. نانوچندسازه (NS)rGO/Pt با روش كريستاليزاسيون درجا و با استفاده از فرميك اسيد و بخار اتيلن گليكول به‌عنوان احياكننده سنتز شده است. ويژگي‌هاي فيزيكي، شيميايي و الكتروشيميايي نانوچندسازه (NS)rGO/Pt با استفاده از روش‌هاي IR-FT، XRD ،TEM، EIS، CV و V-J موردبررسي قرار گرفت. نتيجه‌هاي به‌دست آمده در اين پژوهش نشان داد نانوچندسازه (NS)rGO/Pt با مقاومت انتقال بار Ω 138 به نسبت PEDOT:PSS با مقاومت انتقال بار Ω 208مقاومت انتقال بار كمتري داشته است. همچنين، تراز فرمي نانوچندسازه rGO/Pt(NS) به‌نسبت PEDOT:PSS سد انرژي كمتري براي انتقال حفره‌ها ايجاد مي‌كند كه درمجموع اين دو عامل باعث بهبود جريان مدار باز به ميزان 13 %و كارايي سلول خورشيدي پليمري ساخته‌شده با لايه انتقال حفره rGO/Pt(NS)به ميزان 18% نسبت به سلول خورشيدي پليمري ساخته‌شده با لايه انتقال حفره PEDOT:PSSشده است.

In the current work, reduced graphene oxide/Nano star platinum (rGO/Pt(NS)) nanocomposite is introduced as a novel hole transporting layer (HTL) to replace PEDOT:PSS in polymer solar cells (PSCs). The rGO/Pt(NS) nanocomposite was synthesized by in situ crystallization method, while formic acid and ethylene glycol vapor was used as the reducing agent. Physical, chemical and electrochemical properties of the rGO/Pt(ns) nanocomposite was evaluated using different characterization techniques including FT-IR, XRD, TEM, EIS, CV and J-V tests. The rGO/Pt(NS) nanocomposite, appeared to have a desirable electrical conductivity as a hole transporting material. Moreover, the prepared nanocomposite provided charge transfer resistance of 138Ω which was considerably lower than that obtained for PEDOT:PSS (208Ω). Also, by calculating the fermi level of rGO/Pt(NS) composite, it was found that the fermi level of rGO/Pt(ns) composite was in a more suitable place than the PEDOT:PSS. The photovoltaic performance of the rGO/Pt(NS) – based HTL PSCs was compared with those of the PEDOT:PSS – based HTL devices as standard PSCs. Results revealed that the rGO/Pt(NS) based PSCs can provide higher (about 13%) short circuit current (Jsc) and higher (18 %) power conversion efficiency (PCE).