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

 

Микрогнездо
Микрогнездо

Конкурс научно-популярных статей XI Всероссийской интернет - олимпиады ("Просто о сложном")
Конкурс научно-популярных статей, представленных авторами на основе своих публикаций в высокорейтинговых научных журналах. В статье авторам необходимо раскрыть суть разработки и объяснить сложные аспекты своей научной работы простым языком. Конкурс проводится совместно с eNANO (ФИОП).

Конкурс XI Всероссийской интернет - олимпиады для руководителей школьных проектов ("Конкурс тьюторов")
Конкурс руководителей школьных проектов (тьюторов) совместно с ОЦ "Сириус" и ФИОП для проведения летней проектной смены.

National Student Team Contest
A competition among bachelor and master students of higher school includes solving special tasks on nanotechnology and nanomaterials subjects in English to select the best national team members for participation in the International NanoOlympic contest on nanotechnology in Iran.

История нанотехнологий
Дроздов А.А.
Цикл лекций в рамках XI Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям для всех желающих – школьников, студентов, аспирантов, молодых ученых, учителей и преподавателей: История нанотехнологий. Андрей Анатольевич Дроздов, к.х.н., доцент, Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова.

Проектная деятельность в школьном образовании: модный тренд или ключевое направление
Гладилин А.К.
Цикл лекций в рамках XI Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям для всех желающих – школьников, студентов, аспирантов, молодых ученых, учителей и преподавателей: Проектная деятельность в школьном образовании: модный тренд или ключевое направление. Александр Кириллович Гладилин, д.х.н., профессор, Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова.

Люминесцентные материалы: не только красиво, но и полезно
Уточникова В.В.
Цикл лекций в рамках XI Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям для всех желающих – школьников, студентов, аспирантов, молодых ученых, учителей и преподавателей: Люминесцентные материалы: не только красиво, но и полезно. Валентина Владимировна Уточникова, к.х.н., Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова.

Проектная работа

Сегодня становится все более популярной так называемая проектная работа школьников, однако на этот счет есть очень разные мнения. Мы были бы признательны, если бы Вы высказали кратко свое мнение по этому поводу путем голосования. Заранее благодарны!

Закон о реформировании РАН

В Совместном заявлении Совета по науке и членов Общественного совета Минобрнауки предлагается отозвать нынешний проект закона о "реформировании" РАН из Государственной думы и вернуться к его рассмотрению с соблюдением процедуры утвержденной постановлением Правительства РФ №851 от 25.08.2012, и указом Президента РФ №601 от 07.05.2012, которая была грубо нарушена. Мы предлагаем Вам высказать (анонимно) свое мнение в данном опросе, чтобы его статистические результаты были видны всем участникам опроса и общественности.

Проектная деятельность с точки зрения учителя

Это специальный опрос для учителей и представителей школ, которых мы просим оценить значимость предлагаемых материалов, мероприятий и перспективы их дальнейшего совершенствования на пути эффективного взаимодействия школ и ВУЗов. В опросе могут также участвовать школьники, студенты и аспиранты, особенно со своими критическими замечаниями в комментариях.



 
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.