Термовакуумне осадження і електрооптичні властивості тонких плівок поліаренів
Автор: Дом'янич Олексій Сергійович
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: Дом’янич О.С., Стахіра П.Й. (керівник). Термовакуумне осадження і електрооптичні властивості тонких плівок поліаренів. Магістерська кваліфікаційна робота. - Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2020. Розширена анотація. На сьогодняшній день більшість провідних країн світу розробляють нову ідеологію побудови та функціонування енергетичної галузі з метою надання економічно вигідного, надійного, безпечного та екологічно чистого енергозабезпечення споживачів. Помітну частину в альтернативних джерелах електроенергії займає сонячна електроенергетика. Фотоелементи є ключовою ланкою в створенні сонячних батарей [1]. Історія фотоелементів бере початок в 1839 році, коли французький фізик Едмон Беккерель відкрив фотогальванічний ефект. За цим послідували подальші відкриття, а саме у 1883 році електрик з Нью-Йорка Чарльз Фріттс виготовив фотоелементи з селену, які перетворювали світло у видимому спектрі в електричний струм і мав ККД 1-2% [2]. Сучасне виробництво фотоелементів практично повністю засноване на кремнії, його ефективність досягає 20%. Дія фотоелементів базується на фізичному принципі, при якому електричний струм виникає під впливом променів світла між двома напівпровідниками з різними електричними властивостями, що знаходяться в контакті один з одним. В результаті цього (сукупності таких елементів) утворюється фотоелектрична панель, або модуль. Фотоелектричні модулі, завдяки своїм електричним властивостям, виробляють постійний, а не змінний струм. Монокристалічні елементи мають найвищу ефективність перетворення енергії. На сьогодні існують декілька поколінь фотоелементів [3]. Основний матеріал, який використовується в кожному поколінні відрізняється, а тому, як результат, змінюється ефективність та ціна виробництва кожного покоління фотоелементів. Наразі коефіцієнт корисної дії другого покоління поступається першому, але сонячна енергетика активно розвивається і вчені постійно експерементують з новими матеріалами, які могли би замінити або покращити характеристики вже існуючих фотоелементів. Дана кваліфікаційна робота присвячена дослідженню властивостей (спектральної чутливісті, оптичного гасіння) кристала на основі індій селен та формуванню і аналізу такого органічний матеріал як поліарен. При застосуванні фоточутливих поліаренів у гетероструктурі з InSe з’являється можливість розширення спектральної чутливості ультрафіолетовії області за рахунок високої фоточутливості в області поглинання поліарену, а також оптимізується величина послідовного опору гетероструктури. Крім того, методи, які існують для синтезу та легуванню спряжених поліаренів дозволяють суттєво змінювати їх провідність [4]. Як результат, термовакуумним напиленням було сформувано таку шарувату структуру з використанням поліортометоксіаніліна (ПОMA) та поліортотолуїдину (ПОТІ). Вибір ПОМА зумовлений тим, що цей електропровідний поліарен характеризується електронним типом провідності, на відміну від більшості поліаміноаренів. Було проведено ряд досліджень над даними плівками. Лазерною еліпсометрією було з’ясовано, що однорідність за товщиною вакуумно напилених плівок ПОMA, отриманих на поверхні монокристалічного кремнію, є досить високою. Також для дослідження плівок був використаний метод інфра-червоної спектроскопії [5]. Аналіз спектрів плівок ПОТІ, отриманих методом термовакуумного осадження, показав, що основні смуги поглинання, властиві вихідному поліарену, зберігаються при термовакуумному напиленні ПОТІ. Для вивчення нових підходів до створення приладів мікроелектроніки було досліджено електричні та фотоелектричні властивості гетероструктур на основі p-InSe-ПФА та p-InSe-ПАН з подальшою перспективою використання в сонячній енергетиці та як фотоприймачів широкого спектру чутливості. Об’єкт дослідження – процеси в світловипромінювальних та фоточутливих пристроях на основі поліаренів. Предмет дослідження – структура та плівка на основі поліаренів Мета дослідження: вивчити можливості використання поліаренів як фотоприймачів та сонячних елементів. Встановлено, що спектр фоточутливості запропонованих гетероструктур охоплює широкий інтервал (від ультрафіолету до ближньої інфрачервоної області), що робить їх перспективними для створення сонячних елементів. Ключові слова – поліарени, фотоелементи, фотоприймачі, гетероструктури, фотопровідність. Перелік використаних літературних джерел. 1. Дудюк Д.Л., Мазепа С.С., Гнатишин Я.М. Нетрадиційна енергетика: навч. посібник. Львів: Магнолія плюс, 2007. 262 с. 2. Т.О. Бурячок, З.О. Буцьо, Г.Б. Варламов. Електроенергетика та охорона навколишнього середовища. Функціонування енергетики в сучасному світі: журнал. Київ: НТУУ «КПІ», 2016. 913 с. 3. Planning and Installing Photovoltaic System. London.Sterling VA, 2006. P. 384. 4. Edward A. Jackson, Brian D. Steinberg, Mihail Bancu, Atsushi Wakamiya, and Lawrence T. Scott J. Am. Chem. Soc. Pentaindenocorannulene and Tetraindenocorannulene: New Aromatic Hydrocarbon Systems with Curvatures Surpassing. 2007. P. 484 – 485. 5. Lawrence T. Scott, Hindy E. Bronstein, Dorin V. Preda, Ronald B. M. Ansems, Matthew S. Bratcher and Stefan Hagen Pure Appl. Geodesic polyarenes with exposed concave surfaces. 2003. P. 209 – 219.