|
|
Study of perovskite solar cells degradation
Hrbková, Silvie ; Novák, Vítězslav (referee) ; Vala, Martin (advisor)
This thesis studies the degradation of perovskite photovoltaic cells placed in atmospheres of different moisture. Samples with inverse structure: ITO/ PEDOT:PSS/ CH3NH3PbI3–XClX / PC70BM/ Ca/ Al were prepared. Electrical characteristics were measured for 2 months and similar degradation trend was observed for all the samples. Perovskite cell efficiency PCE decreased to 20 % of the initial value in t80= 46±3 days in laboratory, t80=23±1$ days in nitrogen atmosphere and t80=25,7±0,6 dní days in dry atmosphere. For the initial 27 days of the experiment, a faster degradation linked with the decrease of ISC, FF and VOC was observed. After this period, the value of FF has stabilised at 0,777±0,009 % and the value of VOC at 0,70±0,02 % of their original value (in the laboratory atmosphere). Additional fall of PCE resulted only from the decrease of ISC and was slower than in the initial period. From the results acquired, it has emerged that during the experiment, the cell encapsulation provided a sufficient barrier against outer moisture. Residual moisture present in the sctructure, was labeled as the source of the degradation. The moisture is believed to enter with the hygroscopic material PEDOT:PSS during the samples preparation procedure. During the degradation, absorption measurements of photovoltaic cells were executed. The absorption spectra didn't change. That indicates, that the decrease of ISC is not caused by the reduction of light absorption. The thesis also studied the degradation of perovskite solar cells under illumination. The samples were exposed to UV radiation for 55,5 hours. The PCE time of decrease to 20 % of the initial value was t80 = 6±2 days. It was revealed, that UV radiation significantly accelerates the decrease of ISC.
|
|
|
Study of electrical and dielectric properties of ionic liquids
Mitáčková, Martina ; Pospíšil, Jan (referee) ; Zmeškal, Oldřich (advisor)
This bachelor thesis is focused on the study of electrical and dielectric properties of ionic liquids. Two types of OECT substrates with different semiconductor channel lengths made of PEDOT:PSS were used to measure these properties. The dielectric properties were measured by impedance spectroscopy, where the dependence of the impedance value and its phase angle on the voltage frequency was measured. It was found from V-A characteristics, that the best closing of semiconductor layer occurs at a positive UGD voltage. The switching speeds of different ionic liquids were compared for this voltage.
|
|
|
Study of transistor properties with ionic liquids
Mitáčková, Martina ; Pospíšil, Jan (referee) ; Zmeškal, Oldřich (advisor)
This diploma thesis is focused on the study of electric and dielectric properties of transistors based on ionic liquids. The measurements were performed on organic electrochemical transistors with a semiconducting channel made of PEDOT:PSS, which were firstly prepared on ITO substrates, later they were printed using 3D print. Ionic liquid NO4 (1-butyl-3-methylimidazolium hydrogensulfate) was used for measuring of the properties. Electrical properties were determined by measuring volt-ampere characteristics, dielectric properties were measured by impedance spectroscopy.
|
|
|
Organic materials for organic field-effect transistors and electrochemical transistors
Stříteský, Stanislav ; Weis,, Martin (referee) ; Boušek, Jaroslav (referee) ; Weiter, Martin (advisor)
Tato práce je zaměřena na studium vlastností organických polovodivých materiálů se zaměřením na jejich vodivost a pohyblivost nosičů náboje. Hlavním cílem této práce je objasnit vztah mezi chemickou strukturou organických polovodičů a jejich vlastnostmi. Teoretická část práce je zaměřena na základy organických polovodičů, transport náboje a přehled vlastností organických polovodivých materiálů, které vedly k jejich aplikaci v polních a elektrochemických tranzistorech. Experimentální část představuje přehled použitých materiálů, způsoby jejich přípravy a charakterizační metody. V rámci výsledkové části bylo vyvinuto nebo optimalizováno několik metod pro přípravu tenkých vrstev a následně byl studován jejich vliv na výkon organických polem řízených tranzistorů. Byly charakterizovány a diskutovány relevantní vlastnosti nových organických polovodivých materiálů se zaměřením na pohyblivost nosičů náboje. Byla charakterizována a diskutována biokompatibilita několika organických polovodičů. Elektrické vlastnosti, stabilita a biokompatibilita elektroaktivních polymerních inkoustů na bázi PEDOT:PSS byla charakterizována a diskutována s ohledem na jejich možné použití v bioelektronice. Nakonec byl zkonstruován organický bioelektronický senzor pro detekci fyziologické odpovědi kardiomyocytů na základě studovaných materiálů.
|
|
|
Novel organic materials for bioelectronic applications
Tumová, Šárka ; Vojtová, Lucy (referee) ; Humpolíček,, Petr (referee) ; Weiter, Martin (advisor)
Tato práce je zaměřena na materiálový výzkum v oblasti organické bioelektroniky. Jejím cílem je charakterizovat a optimalizovat nové materiály pro budoucí generaci bioelektronických tranzistorových zařízení. Tato zařízení jsou v práci nejdříve představena. Následně jsou uvedeny nejvyužívanější materiály používané jako jejich aktivní vrstva a výzvy, které s sebou přinášejí a které tato práce řeší. Pozornost je věnována zejména polymeru PEDOT:PSS, který patří mezi nejstudovanější a nejpoužívanější materiály pro bioelektroniku. Přes všechny výhodné vlastnosti ale tento materiál vykazuje nedostatečnou slučitelnost s živým organismem. Tato práce diskutuje možnosti, jak tento problém překonat a shrnuje přístupy, které již byly k tomuto účelu využity. V experimentální části jsou pak navrženy a realizovány konkrétní úpravy materiálu PEDOT:PSS, jejichž cílem je poskytnout nový materiál vhodný pro využití v bioelektronice, představující zdokonalenou náhradu polymeru PEDOT:PSS, zejména s ohledem na slučitelnost s živým organismem. Nejdříve je ukázána úprava povrchu materiálu PEDOT:PSS peptidem RGD s cílem optimalizovat interakce materiálu s buňkami. Peptid je na povrch polymeru vázán za využití fotochemického přístupu pomocí molekuly sulfo-SANPAH. Úspěšnost této povrchové úpravy byla studována několika metodami a její vliv na slučitelnost materiálu s živými organismy byl zjišťován MTT testem. Dále se experimentální část zabývá charakterizací a optimalizací vlastností materiálu PEDOT:DBSA. Pro zvýšení dlouhodobé stability tohoto materiálu bylo studováno jeho síťování za využití síťovadel GOPS a DVS. Proces zahrnující molekulu GOPS byl následně detailněji studován, bylo zjišťováno optimální množství tohoto dopantu pro získání stabilní tenké vrstvy, jeho dopad na elektrické vlastnosti polymeru PEDOT:DBSA, vliv teploty na aktivitu dopantu a mechanismus síťování. Elektrické vlastnosti tenkých vrstev studovaných materiálů byly následně upraveny ošetřením kyselinou sírovou. Dlouhodobá stabilita takto připravených vrstev ve vodném prostředí byla zkoumána delaminančním testem, jejich slučitelnost s živým organismem MTT testem a elektrické vlastnosti čtyřbodovou sondou. Studované materiály byly následně aplikovány jako aktivní materiál modelových tranzistorů a jejich chování bylo pozorováno s cílem zjistit potenciál připravených PEDOT:DBSA vrstev pro bioelektroniku. Poslední kapitola experimentální práce je věnována přípravě vodivého PEDOT:PSS hydrogelu za využití molekuly DBSA. Cílem této studie bylo připravit stabilní hydrogelové struktury umožňující snadnou manipulaci, a navrhnout platformu pro jejich spolehlivou elektrickou charakterizaci. Za využití reologických měření byla zjišťována optimální koncentrace DBSA dopantu vedoucí k požadované struktuře a závislost mechanických vlastností hydrogelu na jeho složení. Poté probíhala optimalizace platformy pro elektrická měření. Byla studována vhodnost interdigitovaného elektrodového systému a optimální materiál elektrod. Platforma byla upravena tak, aby se zamezilo vysychání hydrogelu v průběhu jeho charakterizace a bylo dosaženo rovnováhy systému. Vhodnost navržené platformy byla testována dlouhodobým měřením volt-ampérových charakteristik studovaného hydrogelu.
|
|
|
Study of transistor properties with ionic liquids
Mitáčková, Martina ; Pospíšil, Jan (referee) ; Zmeškal, Oldřich (advisor)
This diploma thesis is focused on the study of electric and dielectric properties of transistors based on ionic liquids. The measurements were performed on organic electrochemical transistors with a semiconducting channel made of PEDOT:PSS, which were firstly prepared on ITO substrates, later they were printed using 3D print. Ionic liquid NO4 (1-butyl-3-methylimidazolium hydrogensulfate) was used for measuring of the properties. Electrical properties were determined by measuring volt-ampere characteristics, dielectric properties were measured by impedance spectroscopy.
|
|
|
Study of Electric Properties of Electrochemical Transistors with Ionic Liquids
Blahut, Jan ; Pospíšil, Jan (referee) ; Zmeškal, Oldřich (advisor)
This bachelor’s thesis is focused on preparation of organic electrochemical transistors and following characterization of electric properties of these systems. Two types of electrode systems were used for preparation – glass substrates with steamed oxide of indium and tin and polylactic acid substrates with admixture of carbon soot. Three methods were tested for creation of PEDOT channel. Materiál printing, spin-coating and manual application. The measurement shows, that voltage applied to gate electrode has no effect switching of transistor. Size and polarity of current between source and drain electrodes has a major influence here.
|
|
|
Organic materials for organic field-effect transistors and electrochemical transistors
Stříteský, Stanislav ; Weis,, Martin (referee) ; Boušek, Jaroslav (referee) ; Weiter, Martin (advisor)
Tato práce je zaměřena na studium vlastností organických polovodivých materiálů se zaměřením na jejich vodivost a pohyblivost nosičů náboje. Hlavním cílem této práce je objasnit vztah mezi chemickou strukturou organických polovodičů a jejich vlastnostmi. Teoretická část práce je zaměřena na základy organických polovodičů, transport náboje a přehled vlastností organických polovodivých materiálů, které vedly k jejich aplikaci v polních a elektrochemických tranzistorech. Experimentální část představuje přehled použitých materiálů, způsoby jejich přípravy a charakterizační metody. V rámci výsledkové části bylo vyvinuto nebo optimalizováno několik metod pro přípravu tenkých vrstev a následně byl studován jejich vliv na výkon organických polem řízených tranzistorů. Byly charakterizovány a diskutovány relevantní vlastnosti nových organických polovodivých materiálů se zaměřením na pohyblivost nosičů náboje. Byla charakterizována a diskutována biokompatibilita několika organických polovodičů. Elektrické vlastnosti, stabilita a biokompatibilita elektroaktivních polymerních inkoustů na bázi PEDOT:PSS byla charakterizována a diskutována s ohledem na jejich možné použití v bioelektronice. Nakonec byl zkonstruován organický bioelektronický senzor pro detekci fyziologické odpovědi kardiomyocytů na základě studovaných materiálů.
|
|
|
Printed Biosensor Based on Organic Electrochemical Transistor
Omasta, Lukáš ; Mikula, Milan (referee) ; Boušek, Jaroslav (referee) ; Salyk, Ota (advisor)
Organické elektronické zariadenia sú vyvíjané ako vhodné riešenia senzorov pre bioelektroniku, a to najmä kvôli dobrej biokompatibilite organických polovodičov v nich použitých. Takzvané biosenzory dokážu premeniť elektrochemické procesy na elektronický signál. Matrica takýchto biosenzorov môže simultánne skenovať množstvo biologických vzoriek, alebo rôznych tkanív v živých systémoch. Aktívnou súčasťou zariadenia je organický elektrochemický tranzistor (OECT). V tejto práci je diskutovaný teoretický rámec fungovania takéhoto zariadenia, jeho elektrická charakterizácia, aplikácia v biosenzoroch na báze buniek, spôsoby výroby a aktuálnym stavom techniky v oblasti organickej elektroniky. Experimentálna časť obsahuje konkrétne výrobné postupy vývoja OECT zariadení, ktoré boli použité v našom laboratóriu. Hlavný dôraz sa kladie na schopnosť vyrobených zariadení detekovať reakciu a monitorovať stimuláciu elektrogenných buniek. Za týmto účelom boli vyvinuté matice mikroelektródových OECT zariadení založených na polovodivom polyméri PEDOT:PSS. Tieto boli vyrobené s využitím bežnými tlačiarenských techník (atramentová tlač a sieťotlač) spolu so štandardnými litografickými postupmi. Najnovšie nami vyvinuté zariadenia dosahujú najväčšieho zosílením signálu, g = 2,5 mS a časovú konštantu t = 0,15 s. Tieto zariadenia sú porovnateľné, často dokonca lepšie ako niektoré iné najmodernejšie a plne litograficky pripravené senzory.
|
|
|
Microelectrode arrays for mioelectronic
Bráblíková, Aneta ; Vala, Martin (referee) ; Salyk, Ota (advisor)
Organic electronic biosensors are developed as suitable devices that can transform electrochemical processes within the cell membrane into an electronic signal and enable to measure electrical activity of excitable cells and tissues both in vitro and in vivo and thus represent valuable alternative to current cell monitoring methods. In this work we focus on the fabrication of electrophysiological sensors based on organic semiconductors printed by the material printing method. Microelectrode arrays (MEAs) are active components of the device, which can monitore cellular activity and above that stimulating cells with electrical pulses. The proposed platform should be used for cytotoxicity of potential drugs especially on cardiac cells (cardiomyocytes). The experimental part focus on specific production processes of platforms, which were prepared in the laboraty with emphasis on biocompatibility and conductivity of device.
|
guest ::
