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Microfluidics: Continuous‐Flow Synthesis of Nanoparticle Dispersions for the Fabrication of Organic Solar Cells

Fischer, Karen ORCID iD icon 1,2; Marlow, Philipp 1,2; Manger, Felix 1,2; Sprau, Christian ORCID iD icon 2; Colsmann, Alexander ORCID iD icon 1,2
1 Lichttechnisches Institut (LTI), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Materialwissenschaftliches Zentrum für Energiesysteme (MZE), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

State-of-the-art solvents for the fabrication of organic solar cells are mostly toxic or hazardous. First attempts to deposit light-harvesting layers from aqueous or alcoholic nanoparticle dispersions instead have been successful on laboratory scale, enabling future eco-friendly production of organic solar cells. In this work, a scalable high-throughput continuous-flow microfluidic system is employed to synthesize surfactant-free organic semiconductor dispersions by nanoprecipitation. By adjusting the differential speed of the syringe pumps, the concentration of the initial solute and the irradiation of the microfluidic chip, the synthesis can be controlled for tailored dispersion concentrations and nanoparticle sizes. The resulting dispersions are highly reproducible, and the semiconductor inks are stable for at least one year. The synthesis of the dispersions is exemplified on a polymer/fullerene combination with large-scale availability.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000148924
Veröffentlicht am 25.07.2022
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1002/admt.202200297
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Zitationen: 8
Web of Science
Zitationen: 8
Dimensions
Zitationen: 9
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Lichttechnisches Institut (LTI)
Materialwissenschaftliches Zentrum für Energiesysteme (MZE)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2022
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2365-709X
KITopen-ID: 1000148924
HGF-Programm 38.01.02 (POF IV, LK 01) Materials and Interfaces
Erschienen in Advanced Materials Technologies
Verlag John Wiley and Sons
Band 7
Heft 11
Seiten Art.-Nr. 2200297
Projektinformation GRACE (HGF, HGF IVF, VH-GS-304)
TAURUS 2 (BMBF, 03EK3571)
Vorab online veröffentlicht am 16.06.2022
Nachgewiesen in Dimensions
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Globale Ziele für nachhaltige Entwicklung Ziel 7 – Bezahlbare und saubere Energie
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