Дослідження нанорозмірних плівок 1,7- дифенілзаміщеного BODIPY для фотоперетворювачів
Автор: Іваночко Любомир Іванович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Електронні прилади та пристрої
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Іваночко Л.І., Стахіра П.Й. (керівник). Дослідження нанорозмірних плівок 1.7 дифенілзаміщеного BODIPY для фотоперетворювачів. Магістерська кваліфікаційна робота. - Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2020. Розширена анотація. Сенсибілізовані барвником сонячні елементи забезпечують технічно та економічно надійну альтернативну концепцію сучасним фотоелектричним приладам p – n-переходу. На відміну від звичайних систем, де напівпровідник бере на себе завдання поглинання світла та транспортування носія заряду, дві функції тут розділені. Світло поглинається сенсибілізатором, який закріплений на поверхні напівпровідника. Поділ заряду відбувається на межі розділу за допомогою фотоіндукованого введення електрона з барвника в зону провідності твердого тіла. Носії транспортуються в зоні провідності напівпровідника до колектора заряду. Застосування сенсибілізаторів, що мають широку смугу поглинання у поєднанні з оксидними плівками нанокристалічної морфології, дозволяє збирати велику частку сонячного випромінювання. Перетворення падаючого фотона в електричний струм досягається у великому спектральному діапазоні, що простягається від УФ до ближньої ІЧ області. Загальна ефективність перетворення сонячної енергії на даний час перевищила 10%. Є хороші перспективи виробляти ці клітини за нижчою вартістю, ніж звичайні пристрої. Тут ми представляємо поточний стан родовища, обговорюємо нові концепції сенсибілізованого нанокристалічного сонячного елемента, включаючи варіанти гетеропереходів, та аналізуємо перспективи майбутнього розвитку технології. Є хороші перспективи виробляти ці клітини за нижчою вартістю, ніж звичайні пристрої. Об’єкт дослідження- процеси в виготовлених наноплівкових органічних фотоперетворювачах. Вони утворені методом термовакуумного напилення та методом лиття. Для світлоперетворюючих гетероструктур на основі халькогенідів та CuInS2 була отримана ефективність перетворення на рівні 17-19.2% . Однак наявність токсичного кадмію в цих гетероструктурах стимулює пошук заміни шарів CdS та CdTe. Перспективними речовинами для цього є фоточутливий органічний напівпровідник BODIPY, а також CuI Це обумовлено тим, що у поверхні органічних напівпровідників немає обірваних ковалентних зв’язків і вони не повинні створювати додаткові центри захоплення і рекомбінації біля кордону розділу з CuInS2. Предмет дослідження- Підвищення рівня характеристик та довговічності нанорозмірних плівков для фотоперетворювачів. Мета дослідження- вивчити властивості поверхні CIS n-типу, їх зміну при нанесенні нанорозмірної плівки 1.7 дифенілзаміщеного Bodipy. Досліджувані шари CISCul мають значну фоточутливістю в області 1.5-3.0 еВ. Апроксимація довгохвильового краю залежності V2s = f (h?) дає значення величини ширини забороненої зони Eg = 1.46 ± 0.02 еВ. Слабкий вплив зовнішнього електричного поля на поверхневу фотоерс Vs, при освітленні зразка сильно поглинаючим світлом, та зменшення фотоерс при збільшенні h? в області 1.55-3.0 еВ свідчать про формування на поверхні шару CISCul великої концентрації поверхневих центрів захоплення та рекомбінації носіїв заряду. Ключові слова- гетероперехід, екситон, BODIPY, органічна плівка. Перелік використаних літературних джерел. Баришніков Г.В. Органічна електроніка: підручник / Д. Ю. Волинюк, І. І. Гельжинський, З. Ю. Готра, Б.П. Мінаєв, П. Й. Стахіра, В. В. Черпак; за ред. З. Ю. Готри. – 2- вид., зі змін. допов. – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2019. –324 с. В. П. Мачулін. Сонячна енергетика: порядок денний для світу й України / Вісник Національної академії наук України. Загальнонауковий та громадсько-політичний журнал. — 2011, № 5. Herwig, L. O. Cherry Hill revisited: Background events and photovoltaic technology status.Chem. Phys,—2005. 785 p. L. Waw Li. Processing Additives for Improved Efficiency from Bulk Heterojunction Solar Cells./ Christoph J. , Ji Sun , Alan J., Guillermo C .Journal of the American Chemical Society. –2008, № 45 Rogers M. Time-Resolved Structural Evolution of Additive-Processed Bulk Heterojunction Solar Cells / James T., Guillermo C. Journal of the American Chemical Society. –2008, № 63