Фотовольтаические структуры на основе органических полупроводников и квантовых точек CdSe

• Автор: Дайнеко, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.21, 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 108 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Преобразование энергии оптического излучения в электрическую в гетероструктурах на основе органических полупроводников и квантовых точек

1.1. Введение в физику фотовольтаических преобразователей

1.1.1. История создания солнечных элементов

1.1.2. Характеристики солнечных ячеек

1.1.3. Фотовольтаические преобразователи на основе органических полупроводников

1.2. Гибридные фотовольтаические преобразователи на базе органических полупроводников и квантовых точек

1.2.1. Коллоидные полупроводниковые нанокристаллы

1.2.2. Синтез квантовых точек

1.2.3. Солнечные ячейки на основе квантовых точек и органических

полупроводников
1.3. Пути увеличения эффективности преобразования оптического
излучения в электрическую энергию в гибридных структурах
1.3.1. Модификация поверхности нанокристаллов
1.3.1. Функционализация органических полупроводников
1.4. Постановка задачи
Г лава 2. Методы получения и исследования гетероструктур на основе квантовых точек и органических полупроводников
2.1. Методы получения гибридных структур
2.1.1. Гетероструктура из органического полупроводника и квантовых
точек.
2.1.2. Буферные слои и контакты
2.2. Методика исследования образцов

2.2.1. Спектральные и оптические методы исследования
2.2.2. Лазерно-люминесцентная методика
2.2.3. Экспериментальные методы измерения фотовольтаического преобразования
2.2.4. Атомно-силовая и просвечивающая электронная микроскопия для исследования образцов
Глава 3. Исследование оптических и спектральных свойств гибридных структур
3.1. Характеризация квантовых точек
3.2. Оптические свойства наногибридных материалов на базе квантовых точек и органических полупроводников
3.2.1. Спектры поглощения органического полупроводника полиимидного типа и квантовых точек СбБе
3.2.2. Лазерно-люминесцентные исследования полиимидных матриц с различными концентрациями квантовых точек СбБе
3.2.3. Кинетика люминесценции квантовых точек СбБе в полиимидных матрицах с высоким пространственным разрешением
3.3. Спектры поглощения фотовольтаических элементов на основе узкозонных органических полупроводников и квантовых точек СёБе
3.4. Выводы по главе
Г лава 4. Фотовольтаические свойства гибридных структур
4.1. Влияние контактов на фотовольтаические свойства гибридных структур
4.2. Фотовольтаические свойства гибридных структур на базе органических полупроводников полиимидного типа и МЕН-РРУ, а также квантовых точек СбБе
4.2.1. Фотовольтаический отклик структур на базе квантовых точек с
различной концентрацией в полиимиде

4.2.2. Эффективность преобразования оптического излучения в электрическую энергию в гетероструктурах на базе квантовых точек в матрицах органического полупроводника типа полиимида и МЕН-РРУ
4.3. Фотовольтаические свойства структур на базе узкозонных органических полупроводников и квантовых точек СсШе
4.3.1. Эффективность преобразования оптического излучения в электрическую энергию в гетероструктур при различных размерах квантовых точек
4.3.2. Фотовольтаический отклик гетероструктур в зависимости от концентрации квантовых точек
4.3.3. Фотовольтаический отклик в зависимости от толщины гетероструктур с квантовыми точками
4.4. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

наночастицы являются перспективным материалом для создания фотовольтаических элементов с органическими полупроводниками.
1.3. Пути увеличения эффективности преобразования оптического излучения в электрическую энергию в гибридных структурах
1.3.1. Модификация поверхности нанокристаллов.
Солнечные элементы на основе полимер/НК должны работать гораздо лучше, чем полимер/фуллерен, так как у неорганических полупроводниковых НК больше коэффициент поглощения и высокая подвижность носителей зарядов по сравнению с метанофуллереном РСВМ (10'3 см2/В*с [108]). Тем не менее до сох пор не было получено СЭ на основе НК с более высокой эффективностью, чем на основе фуллеренов. Это связано с тем, что несмотря на относительно высокую подвижность носителей зарядов в отдельных НК, транспорт электрона через группу НК в гибридных солнечных элементах довольно низкий, из-за электроизоляционного поверхностно активного вещества (ПАВ) на НК [101]. В большинстве случаев ПАВ используется для предотвращения агрегации в процессе роста НК. ПАВ состоит в основном из длинных алкильных цепей, таких как олеиновая кислота (ОА) или триоктилфосфиноксид (ТОРО), и образует электрически изолирующий слой, который препятствует эффективной передаче заряда между НК и полимером, а также переносу электронов между НК [86]. Так, например, подвижность носителей зарядов в пленке НК Сб8е покрытых ПАВ в виде ТОРО составляет 105 см2/В*с, [109] а для объемного СсШе 10'2 см2/В*с [110]. Для того чтобы решить эту проблему, многие исследователи модифицировали поверхность НК, замещая ТОРО различными другими более короткими ПАВ, тем самым уменьшая минимальное расстояние между частицами, в результате облегчался перенос электронов между НК. Например, наиболее часто используется для решения этой проблемы простой метод модификации поверхности НК пост-