SCOPUS
SCIE
Building mechanism for a high open-circuit voltage in an all-solution-processed tandem polymer solar cell
저자
Kong, Jaemin ; Lee, Jongjin ; Kim, Geunjin ; Kang, Hongkyu ; Choi, Youna ; Lee, Kwanghee
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2012
작성언어
-등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
10547-10555(9쪽)
제공처
<P>Additional post-processing techniques, such as post-thermal annealing and UV illumination, were found to be required to obtain desirable values of the cell parameters in a tandem polymer solar cell incorporated with solution-processed basic n-type titanium sub-oxide (TiO<SUB><I>x</I></SUB>)/acidic p-type poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) interlayers. Subsequent to the fabrication of the tandem polymer solar cells, the open-circuit voltage (<I>V</I><SUB>OC</SUB>) of the cells exhibited half of the expected value. Only after the application of the post-treatments, the <I>V</I><SUB>OC</SUB> of a tandem cell increased from the initial half-cell value (∼0.6 V) to its full-cell value (∼1.2 V). The selective light-biased incident photon-to-current efficiency (IPCE) measurements indicated that the initial <I>V</I><SUB>OC</SUB> originated from the back subcell and that the application of the post-processing treatments revived the front subcell, such that the net photocurrent of the tandem cell was finally governed by a recombination process of holes from the back subcell and electrons from the front subcell. Based on our experimental results, we suggest that a <I>V</I><SUB>OC</SUB> enhancement could be ascribed to two types of subsequent junction formations at the interface between the TiO<SUB><I>x</I></SUB> and PEDOT:PSS interlayers: an ‘ion-mediated dipole junction’, resulting from the electro-kinetic migration of cationic ions in the interlayers during post-thermal annealing in the presence of a low-work-function metal cathode, and a ‘photoinduced Schottky junction’, formed by increasing the charge carrier density in the n-type TiO<SUB><I>x</I></SUB> interlayer during UV illumination process. The two junctions separately contributed to the formation of a recombination junction through which the electrons in TiO<SUB><I>x</I></SUB> and the holes in PEDOT:PSS were able to recombine without substantial voltage drops.</P>
<P>Graphic Abstract</P><P>Additional post-processing techniques, such as post-thermal annealing and UV illumination, were found to be required to obtain desirable values of the cell parameters in a tandem polymer solar cell incorporated with solution-processed basic n-type titanium sub-oxide (TiO<SUB><I>x</I></SUB>)/acidic p-type poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) interlayers.
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</P>
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