Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Структура перилена и схема солнечного элемента
ТЕМ-микрофотографии поперечного сечения солнечного элемента
Число мигрировавших на разную глубину частиц золота
Вольтамперные характеристики солнечных элементов с разной толщиной органического слоя. Толщина слоя перилена: 50 нм (кривая А), 100 нм (кривая B), 200 нм (кривая C), 300 нм (кривая D) и 500 нм (кривая E).

Опасность "тонких" решений

Ключевые слова:  солнечные батареи

Опубликовал(а):  Уточникова Валентина Владимировна

27 апреля 2008

В последнее время внимание ученых привлекают органические солнечные элементы с p-n переходом, состоящие из пленок фталоцианина p-типа и перилена n-типа. Поскольку генерация фотоносителей в ячейке происходит только на гетеропереходе, оптимальная толщина ячейки должна быть меньше 100 нм. К сожалению, получать такие тонкие ячейки до сих пор очень сложно. Причина этого – возможный пробой между металлическими электродами. Поскольку большинство используемых в солнечных элементах органических пленок являются поликристаллическими, короткое замыкание является более серьезной проблемой, чем электролюминесценция (ЭЛ) используемых аморфных пленок. Предполагалось, что короткое замыкание может быть вызвано миграцией металла в тонную органическую пленку в ходе вакуумного осаждения противоэлектрода, например, серебра или золота, однако прямых доказательств такой миграции до сих пор не было.

В связи с вышесказанным, ученые из Осаки решили выяснить, есть ли связь между коротким замыканием и миграцией металлических компонентов, исследуя скол ячейки методом просвечивающей электронной микроскопии. В качестве тестовых материалов выступали часто используемая в ячейках органическая пленка перилена и золотой электрод (рис. 1). Действительно, было обнаружено, что короткое замыкание может быть вызвано миграцией материала электрода в ходе вакуумного напыления. Толщина слоя перилена в ячейках составляла 50, 100, 200, 300 и 500 нм. Органический слой, а затем золотой контакт напыляли в вакууме при 10-3 Па на слой ITO (индий-оловянный оксид) на стекле. Скорость осаждение перилена и золота составляла, соответственно, 0.2 и 0.05 нм/с; площадь ячейки - 0.05х0.4 см2. Ток измеряли, прикладывая в темноте напряжение между золотыми электродами и ITO при давлении 0.1 Па и комнатной температуре . Поперечный срез структуры изучали с помощью TEM (просвечивающей электронной микроскопии). На рис. 2. приведено ТЕМ-изображение среза ячейки. Видно, что наночастицы золота диаметром до 10 нм мигрируют внутрь периленовой пленки на глубину более 100 нм, при этом миграция осуществляется преимущественно между зернами органической пленки. Именно поэтому поликристаллические пленки более склонны к короткому замыканию. Было определено число мигрировавших частиц золота на разной глубине (Рис. 3), показавшее экспоненциальную зависимость между этими величинами. На рис. 4 приведена вольтамперная характеристика ячейки при разной толщине перилена, из которой видно, что при толщине слоя 300 и 500 нм наблюдается типичная зависимость, тогда как для тонких слоев (50 нм) происходит короткое замыкание.

Таким образом, уменьшение толщины органических фотоэлементов до нескольких десятков нанометров приводит к появлению тока утечки, связанного с коротким замыканием и приводящего к деградации солнечного элемента.


Источник: Journal of Applied Physics



Комментарии
Вы не могли бы дать ссылку на первоисточник? Так как я пишу диплом и эта статья была бы очень полезна.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Камыш
Камыш

4 февраля объявили лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке»
4 февраля в здании Минобрнауки РФ состоялась торжественное награждение лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке». 11 научно-просветительских проектов были отмечены престижной наградой.

Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии
5 февраля в Московском университете в Шуваловском корпусе МГУ состоится Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии, посвященный Международному году Периодической таблицы химических элементов, начало - 10 часов.

Самые необычные таблицы Менделеева на выставке Международного года Периодической таблицы химических элементов

6-8 февраля в Российской академии наук состоялось торжественное открытие Международного года периодической таблицы химических элементов в России и приуроченная к этому масштабная интерактивная выставка

Почувствовать живое...
Е.А.Гудилин, А.А.Семенова, Н.А.Браже
Неразрушающее исследование живых клеток и клеточных структур является в настоящее время важным направлением научных изысканий, которые во многих зарубежных и российских научных группах направлены на достижение вполне прагматической цели – разработку новых принципов биомедицинской диагностики и эффективных подходов в нарождающейся персональной медицине.

Российская газета: Перевернуть пирамиду. Президент РАН: как повысить наши шансы на Нобеля
Юрий Медведев
Почему Россия по числу Нобелей отстает от ведущих стран мира, уступая, например, даже маленькой Швейцарии? Замалчиваются ли достижения отечественных ученых? Почему без привлечения в науку российского бизнеса мы не сможем успешно конкурировать в борьбе за престижную научную премию? Об этом корреспондент "РГ" беседует с президентом РАН Александром Сергеевым, который побывал в Стокгольме на вручении Нобелевских премий и поделился своими впечатлениями.

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.