Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка солнечного элемента с гетеропереходом органический – неорганический полупроводник

ФИО: Бекмансурова З.Р.

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: ППЭ-11-1

Наиболее стремительно растущее направление в исследованиях и разработках по фотовольтаике связано с фотоэлементами на основе новых полупроводниковых органических материалов, которые обладают такими уникальными свойствами как малый расход и низкая стоимость материалов, экологическая безопасность и дешевая утилизация, очень низкая стоимость производства, гибкость модулей и связанное с этим удобство транспортировки и монтажа.

Ранее учеными различных стран было показано, что на основе только двух органических полупроводников высокую эффективность фотоприемника не получить. Рекордный уровень КПД органических СФЭ, достигнутый к 2013 году, составляет 9,2%, что значительно меньше КПД обычных кремниевых солнечных батарей. В связи с этим разработка способа получения фотоприемника с гетеропереходом органический – неорганический полупроводник и исследование его фотоэлектрических характеристик представляют большой интерес.

Органические – неорганические гетероструктуры открывают новые области исследований и развития в оптоэлектронных материалах и приборах путем комбинации оптических функций, высокой подвижности органических молекул и физической прочности неорганических материалов. Эти качества металлфталоцианинов и неорганических полупроводников позволяют открыть новый класс фотоприемников, измерителей интенсивности излучения и устройств сенсорного типа для широкой спектральной области.

В качестве органического полупроводника выбран фталоцианин меди (CuPc), а в качестве неорганического – арсенид галлия (GaAs). Выбор компонентов для гетероструктуры органический – неорганический полупроводник обусловлен, прежде всего, для органического полупроводника – присущей фталоцианину меди уникальной сочетаемости в себе широкого диапазона оптических, электрических и фотоэлектрических свойств, высокой химической и термической стабильности, достаточной технологичности, способности сублимироваться в вакууме, создавая тонкие слои; для неорганического полупроводника – арсенида галлия – многосторонне изученного материала, обладающего высокой подвижностью носителей заряда, физической прочностью.

В ходе данной работы планируется:

• разработать метод получения гетероструктуры на основе GaAs и органического полупроводника CuPc, позволяющей создать новые оптоэлектронные устройства с высоким КПД и с увеличенным сроком;

• исследовать оптические и фотоэлектрические характеристики фотоприемников с гетеропереходом n-GaAs/p-CuPc;

• теоретически обосновать физическую природу гетероперехода органический – неорганический полупроводник.