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

 

Наношарики
Наношарики

Научно-популярный лекторий РНФ на Международном молодежном научном форуме «Ломоносов-2019»
С 9 по 11 апреля российские ученые рассказывают о своих научных исследованиях, которые выполняются по грантам Российского научного фонда. Лекции проходят в рамках Лектория РНФ во время проведения Международного молодежного научного форума «Ломоносов-2019».

Фестивали «От Винта!» и NAUKA 0+ представили инновационные проекты на выставке Hannover Messe 2019
Ганновер (Германия) 5 апреля 2019 года. – Объединённая экспозиция Фестиваля детского и молодежного научно-технического творчества “От Винта!” и Всероссийского фестиваля NAUKA 0+ была представлена на крупнейшей выставке промышленных технологий Hannover Messe 2019 в Германии в составе стенда Российской Федерации, организованного Российским экспортным центром при поддержке Министерства промышленности и торговли РФ.

Стань магистрантом в области светодиодных технологий без экзаменов
От бакалавриата к магистратуре без вступительных экзаменов уже сейчас? С портфолио возможно все! Участвуйте в конкурсе «Науке нужен ты!» и получайте бюджетный билет в первую в России магистерскую программу в области светодиодных технологий и оптоэлектроники Университета ИТМО!

Интервью с Константином Козловым - абсолютным победителем XIII Наноолимпиады
А.А.Семенова
Школьник 11 класса Константин Козлов (г. Москва) стал абсолютным победителем Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" 2018/2019 по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология". О своих впечатлениях, увлечениях и немного о планах на будущее Константин поделился с нами в интервью.

Микроэлементарно, Ватсон: как микроэлементы действуют на организм
Алексей Тиньков
Как на нас воздействуют кадмий, ртуть, цинк, медь и другие элементы таблицы Менделеева рассказал сотрудник кафедры медицинской элементологии РУДН Алексей Тиньков в интервью Indicator.Ru

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

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.