Регистрация / Вход
Прислать материал

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

ФИО: Никишев Р.А.

Направление: Нанотехнологии

Научный руководитель: к.т.н., доц. Орлова Марина Николаевна

Институт: Институт новых материалов и нанотехнологий

Кафедра: Кафедра Полупроводниковой электроники и физики полупроводников

Академическая группа: МПЭ-14-1

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.