Разработка метода формирования тонких пленок полимера с целью использования в качестве матрицы для создания нового типа фотовольтаических ячеек

На сегодняшний день одним из направлений развития России является повышение энергетической эффективности экономики на основе развития альтернативной энергетики, где одним из перспективных направлений возобновляемой энергетики, способствующих решению экологических и климатических проблем, вызванных технологическими процессами получения энергии из традиционного топлива, является солнечная энергетика.

В то же время широкое внедрение в энергетику фотоэлектрических преобразователей в настоящее время сдерживается рядом факторов, среди них одним из основных является высокая стоимость электроэнергии, вырабатываемой солнечными элементами, кроме того, подобные структуры технологически дороги и экономически не оправданы во многих областях. Следует отметить, что в последние годы наметились пути преодоления этих недостатков, связанные с использованием новых технологий, в том числе нанотехнологий, новых полупроводниковых органических материалов и принципиально новых конструкций гетеропереходных СФЭ с использованием квантовых точек, квантовых проводов и т.д.

Основной целью работы является разрешение вопросов улучшения оптического поглощения света полимерных фотовольтаических ячеек на основе органических полупроводников в активных слоях модуля солнечных батарей, что предположительно приведет к увеличению эффективности солнечных батарей и использованию новых технологий, чтобы снизить затраты на производство.

Конкретная задача, которая решается в данной работе, разработать методику, применяя полупроводниковых полимеров на подложках для создания солнечных батарей с органической основой.

Основная проблема работы заключается в определении допустимой концентрации полимера и акцептора, что позволяет получить пленку, желаемой плотности и в то же время толщины, оптимальное с точки зрения длины диффузии и вероятности диссоциации промежуточных частиц с образованием свободных носителей заряда.

Экспериментальные результаты, приведенные в работе, показали правильность выбора метода центрифугирования и его аппаратурной реализации для формирования пленок полимера. Результаты исследований методом силовой микроскопии показали, что оптимальная концентрация полимера составляет 12,5 г/л. При такой концентрации, количество локальных спиновых флуктуаций с нерастворенными шероховатостями и неровностями будет намного меньше, как и в центре пленки, так и на краях, что дает достаточно плотную и относительно однородную пленку без существенного количеств нерастворенного полимера.