Регистрация / Вход
Прислать материал

Технология производства фотоэлектрических преобразователей на органической основе для солнечной энергетики

ФИО: Костромин Д.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: ППЭ-11-1

Производство фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) на органической основе очень перспективно и имеет целый ряд таких положительных свойств, 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.

Основной задачей является увеличение кпд и срока службы солнечных фотоэлементов, для чего требуются новые высокостабильные донорные и акцепторные материалы с подвижностью зарядов не менее 10–4 см·см/(В·с) и сильным оптическим поглощением в видимом спектральном диапазоне.

Идея создания ФЭП третьего поколения заключается в дальнейшем снижении себестоимости ФЭП, отказе от использования дорогих и токсичных материалов в пользу дешевых и перерабатываемых полимеров и электролитов.

В данной работе рассматривается несколько технологий, одна из них «рулон-к-рулону» (R2R). Основная идея заключается в послойном нанесении на подложку первичного электрода, затем активного материала, следом наносится прозрачный электрод и всё это закрывается прозрачным слоем. Конечная толщина слоя при этом процессе получается от 10 нм до 10 мкм в зависимости от оборудования и цели создания.

Следующая рассмотренная технология – изготовление ФЭП при помощи струйной печати. Основная суть метода: подложка медленно перемещается при помощи барабанов, на подложку происходит непрерывная подача чернил. Над подложкой располагается неподвижное острое лезвие, которое регулирует толщину наносимого слоя, убирая лишние чернила. Методика подходит для обработки обширных площадей без рисунка. Скорость обработки тонких пленок для органических солнечных ячеек может выполняться на скорости около 5 м/мин. Данный метод очень удобен, так как позволяет использовать чернила разной вязкости и плотности практически без ущерба для эффективности ФЭП.