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Erschienen in: Journal of Materials Science 10/2012

01.05.2012

Temperature-dependence on the optical properties and the phase separation of polymer–fullerene thin films

verfasst von: Gerald F. Malgas, David E. Motaung, Christopher J. Arendse

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 10/2012

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Abstract

A detailed study on the thermal transition of poly(3-hexylthiophene) (P3HT) and blends was investigated by differential scanning calorimetry, while the morphological, phase separation and the transformation in the optical properties were probed by thermal-atomic force microscopy (AFM), polarized optical microscopy (POM) and spectroscopic ellipsometry (SE). The inclusion of fullerenes on the polymer structure confirms the formation and evolution of a new endothermic transition at high temperatures. SE revealed that the refractive index and extinction coefficient of the films increased with annealing temperature up to 140 °C due to the suppressed diffusion of PCBM molecules into the blend. Annealing above 140 °C resulted in a decrease in the optical constants due to the formation of large “needle-like” crystals. This is due to the depletion of PCBM clusters near the “needle-like” structures; resulting from the diffusion of the PCBM molecules into the growing PCBM crystals or “needle-like” crystals as is evidenced by in situ thermal-AFM and POM. These findings indicate that annealing temperature of 140 °C is suitable for a P3HT:PCBM film to obtain the desired phase separation for solar cell application.

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Metadaten
Titel
Temperature-dependence on the optical properties and the phase separation of polymer–fullerene thin films
verfasst von
Gerald F. Malgas
David E. Motaung
Christopher J. Arendse
Publikationsdatum
01.05.2012
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 10/2012
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-012-6278-5

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