Способ получения фотопреобразователей на основе галогенидных перовскитов с применением самоорганизующихся материалов
самоорганизующийся органический материал (СОМ) монослой гибридные галогенидные перовскиты
Изобретение относится к технологии тонкопленочных полупроводниковых фотоприемников (солнечных элементов, фотодиодов, детекторов) на основе гибридных металлоорганических перовскитов, имеющих в структуре самоорганизующийся монослой органического материала на интерфейсах между электродами и фотоактивным слоем, обеспечивающий упрощение архитектуры прибора.
В ходе выполнения проекта проводились исследования и разработки по созданию перовскитных солнечных элементов без зарядо-транспортных слоев p- и n- типа. Для упрощенной приборной структуры, состоящей их анода, поглощающего слоя на основе галоенидных перовскитов и анода применяются самоорганизующиеся органические материалы (СОМ). В качестве СОМ используется [2-(9Н-карбазол-9-ил)этил]фосфоновая кислота чи-стоты 98.0 % от компании TCI (Япония). Использование СОМ обеспечивает выравнивание положение энергетических уровней между работой выхода электрода и квази-уровнем Ферми для дырок и электронов соответственно.
Для фотопреобразователя с применением СОМ на интерфейсах было зафиксировано значение напряжение холостого хода – 0,73 В, плотность тока короткого замыкания 20,6 мА/см2, КПД 7,69 %, что подтверждает эффективность применение моно слоёв СОМ. В то время устройства без монослоя имеют низкие значения напряжения холостого хода (0,02 В), плотности фототока (2,58 мА/см2) и КПД (0,013 %), что говорит о преобладающем вкладе безызлучательной рекомбинации на интерфейсов фотопреобразователя с низкой эффективностью сбора фотоносителей.
Упрощение конструкции фотопреобразователя на основе галогенидных перовскитов за счет применения структуры, состоящей из анода, поглощающего слоя, катода и ультратонкого органического самоорганизующегося монослоя ведет к снижению стоимости изготовления устройств и не требует высокотемпературных процессов отжига. Такой подход может быть перенесен на гибкую электронику для создания портативных фотопреобразователей на основе перовскита для наземного применения.
Еще одним перспективным направлением является стабилизация работы органических транспортных слоев в перовскитных фотопреобразователя под непрерывным освещением за счет нанесения тонкой прослойки СОМ между зарядо-транспортным слоем и перовскитом для нейтрализации химического разложения и эффекта старения органических функциональных слоев.
Данила
Cаранин
Сергеевич
Старший научный сотрудник
Кандидат технических наук
Отсутствует
Р-6090-2019 SCOPUS 56588001500 ID РИНЦ 880123 (SPIN-код 4445-5404) ORCID 0000-0002-9617-9986
56588001500
880123
0000-0002-9617-9986
ИТАЛИЯ
Елена
Босова
Владимировна
Главный специалист ОПКиАНД по доверенности №29-312 от 03.02.2021
РОССИЯ
45.09.35
Полупроводниковые материалы
47.09.51
Полимеры и полимерные материалы для радиоэлектроники
47.09.29
Полупроводниковые материалы
01.03.UI
PHYSICS, MULTIDISCIPLINARY
01.07.RO
MULTIDISCIPLINARY SCIENCES
02.05.QG
MATERIALS SCIENCE, COATINGS & FILMS
Инга
Ерманова
Олеговна
РОССИЯ
Данила
Саранин
Сергеевич
РОССИЯ
Сергей
Диденко
Иванович
РОССИЯ
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
1187746579690
Петр
Мордовской
Григорьевич
Организация
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральные государственные казенные учреждения
НИТУ МИСИС
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "МИСИС"
1027739439749
АЛЕВТИНА
ЧЕРНИКОВА
АНАТОЛЬЕВНА
Организация
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральные государственные бюджетные учреждения