Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка полимерного материала для инкапсуляции фотовольтаических устройств

Фамилия
Салатова
Имя
Юлия
Отчество
Александровна
Номинация
Материаловедение
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Функциональных наносистем и высокотемпературных материалов
Академическая группа
ММТМ-16-7-7
Научный руководитель
к.т.н., Бурмистров И.Н.
Название тезиса
Разработка полимерного материала для инкапсуляции фотовольтаических устройств
Тезис

Фотовольтаические преобразователи энергии представляют собой перспективную технологию. Ее развитие идет по пути увеличения эффективности, внедряя экономически эффективные материалы и снижая затраты на изготовление устройств, а также увеличение срока службы и стабильности их работы при изменяющихся условиях (влажности, температуры и др.). Но стабильность таких устройств остается главной задачей, которую необходимо решить для продления срока службы.

Существует множество материалов и технологий для инкапсуляции, но использование пленочных материалов с высокими барьерными характеристиками является одним из способов решения проблемы увеличения работы.

В работе была опробована инкапсуляция органических ячеек с помощью эпоксидной смолы и полимерной пленки. Целью исследования было изучение стабильности ячеек после инкапсуляции, находящихся в среде бокса, а затем при комнатных условиях.

Подложки с ITO очищали в УЗ-ванне в толуоле, а затем в изопропаноле. Активацию подложек производили под УФ-лампой. PEDOT:PSS наносили с помощью spin-coater со скоростью 3000 об/мин в течение 1 минуты. После этого подложки отжигались при 150 °С 10 минут. Заранее приготовленный раствор PCDTBT:PCBM наносили с помощью spin-coater со скоростью 600 и 700 об/мин в течение 1 минуты. Алюминиевый катод наносили при помощи вакуумного термического испарителя. После нанесения катода подложки отжигались при 80 °С 1 минуту. Затем ячейки инкапсулировали эпоксидной смолой и полиэтилен/полиамидной пленкой.

После инкапсуляции были сняты вольт-амперные характеристики ячеек. На рис. 1 представлены графики ВАХ устройств до инкапсуляции.

Спустя 5 дней после инкапсуляции были сняты первые измерения ВАХ ячеек, находящихся в атмосфере бокса (рис. 2). 

Из графиков видно, что показатели устройств незначительно ухудшились. Далее ячейки были оставлены в лаборатории на 7 дней. Повторное измерение ВАХ было произведено на 12 день после инкапсуляции (рис. 3).

При исследовании стабильности показатели устройств упали. Динамика потери эффективности увеличилась после того, как устройства были оставлены в лаборатории. Возможно, это связано с повышенной сезонной влажностью. Но, как мы видим, эта технология жизнеспособна, хотя в настоящее время ограничена эффективностью наших материалов и методикой нанесения защитных пленок.