Влияние легирования и молекулярной структуры компонентов активного слоя на эффективность органических солнечных фотоэлементов (1102560), страница 5
Текст из файла (страница 5)
При концентрациилегирующих примесей 1024 м-3 КПД увеличивается с 0.25% до 0.86%. Крометого, показано, что в случае неомических контактов легирование основныминосителями может существенно увеличить эффективность двухслойного СФ. Вобратной ситуации, то есть при легировании слоёв неосновными носителями, токкороткого замыкания и напряжение холостого хода уменьшаются, такжезначительно уменьшается фактор заполнения (с 86% до 31% при концентрациипримесей 1.5·1023 м-3) и вольтамперная характеристика становится S-образной.3. Численное моделирование показало, что фактор заполнениядвухслойных органических СФ может превышать на величину до 7%22теоретический предел Шокли-Квайссера для неорганических СФ на основе p-nперехода. Установлено, что за данный эффект отвечает зависящая от поляскорость поверхностной рекомбинации свободных зарядов на границе донорногои акцепторного слоёв органического СФ.
Скорость такой рекомбинации должнарезко уменьшаться с ростом электрического поля на границе слоёв донора иакцептора; по абсолютным значениям скорость рекомбинации должна бытьмного меньше скорости генерации зарядов; форма зависимости скоростирекомбинации от напряжённости электрического поля может быть различной,однако чем она более резкая, тем больше может быть фактор заполнения.4. Экспериментально исследовано шесть новых узкозонных донорноакцепторных сопряжённых полимеров с различной молекулярной структурой вкачестве донорных компонентов активного слоя органических СФ в паре спроизводным фуллерена PCBM в качестве акцептора.
Исследована взаимосвязьмежду напряжением холостого хода, током короткого замыкания СФ и толщинойплёнки, термическим воздействием, массовым соотношением донора к акцепторуи морфологией плёнки в активном слое. Показано, что при увеличении массовойдоли донорного полимера в активном слое происходит рост напряженияхолостого хода, однако при этом уменьшается ток короткого замыкания, чтонегативно сказывается на КПД СФ.5.
В качестве новых акцепторных компонентов активного слоя былиисследованыпятьиндолинон-содержащихпроизводныхфуллерена,отличающихся длиной цепи алкильного заместителя, в паре с полимером P3HT вкачестве донорного компонента. Для образцов с массовым соотношением донораи акцептора 1:1 КПД оказался максимален при длине цепи в 12 атомов углерода.Путём оптимизации соотношения донора к акцептору для образцов на основеиндолинон-фуллеренов с длинами заместителей 12 и 16 атомов углерода былполучен КПД более 2%, что сравнимо с КПД для опорных образцов на основеP3HT:PCBM. Из анализа спектров поглощения активного слоя и данных АСМ,установлено, что индолинон-фуллерены обладают гораздо меньшейсмешиваемостью с фазой полимера P3HT по сравнению с наиболееисследованным производным фуллерена PCBM.23Основные публикации по теме диссертации1.
Trukhanov V.A., Bruevich V.V., Paraschuk D.Yu. Effect of doping onperformance of organic solar cells // Physical Review B, 2011, 84, 205318, p. 1-14.2. Кештов М.Л., Toppare L., Марочкин Д.В., Кочуров В.С., Паращук Д.Ю.,Труханов В.А., Хохлов А.Р. Синтез и фотовольтаические свойства новыхдонорно-акцепторныхбензодитиофенсодержащихсополимеров//Высокомолекулярные соединения, серия Б, 2013, 55 (6), стр. 723–736.3. Кештов М.Л., Марочкин Д.В., Кочуров В.С., Комаров П.В., ПаращукД.Ю., Труханов В.А., Хохлов А.Р.
Новые узкозонные сопряжённые сополимерына основе бензодитиофена: синтез, фотовольтаические свойства //Высокомолекулярные соединения, серия Б, 2014, 56 (1), стр. 96–116.4. Romanova I.P., Bogdanov A.V., Izdelieva I.A., Trukhanov V.A.,Shaikhutdinova G.R., Yakhvarov D.G., Latypov S.K., Mironov V.F., Dyakov V.A.,Golovnin I.V., Paraschuk D.Yu., Sinyashin O.G. Novel indolin-2-one-substitutedmethanofullerenes bearing long n-alkyl chains: synthesis and application in bulkheterojunction solar cells // Beilstein Journal of Organic Chemistry, 2014, 10, p. 11211128.5. Труханов В.
А., Паращук Д. Ю. Нефуллереновые акцепторы дляорганических солнечных фотоэлементов. // Высокомолекулярные соединения,серия С, 2014, 56 (1), стр. 76–88.6. Madsen M.V., Paraschuk D.Yu., Trukhanov V.A., et al. Worldwide outdoorround robin study of organic photovoltaic devices and modules // Solar EnergyMaterials and Solar Cells, 2014, 130, p. 281-290.7. Trukhanov V.A., Bruevich V.V., Paraschuk D.Yu.
Fill factor in organic solarcells can exceed the Shockley-Queisser limit // Scientific Reports, 2015, 5, 11478, p. 110.8. Труханов В.А. Влияние легирования на вольтамперные характеристикиорганических солнечных фотоэлементов. // Ломоносов-2010. 12 – 15 апреля,Москва, Россия, Материалы Международного молодежного научного форума«ЛОМОНОСОВ-2010» / Отв.
ред. И.А. Алешковский, П.Н. Костылев, А.И.Андреев, А.В. Андриянов. [Электронный ресурс] — М.: МАКС Пресс, 2010.9. Trukhanov V.A., Bruevich V.V., Paraschuk D.Yu. Effect of doping oncurrent-voltage characteristics of organic solar cells. // International Conference onCoherent and Nonlinear Optics (ICONO 2010)/International Conference on Lasers,24Applications, and Technologies (LAT 2010). 23-26 August, 2010, Kazan, Russia 2010:ITuZ3-59.10. Trukhanov V.A., Bruevich V.V., Paraschuk D.Yu. Influence of doping onperformance of organic solar cells.
// E-MRS 2011 Spring Meeting and BilateralEnergy Conference, 9-13 May 2011, Nice, France.11. Trukhanov V.A., Bruevich V.V., Paraschuk D.Yu. Modeling of doped organicsolar cells. // 24th Workshop on Quantum Solar Energy Conversion (QUANTSOL2012 Winter workshop), Bad Gastein, Austria, March 11-16, 2012.12. Trukhanov V.A., Bruevich V.V., Paraschuk D.Yu. Doped organic solar cells:numerical modeling. // 5th International Symposium on Flexible Organic Electronics(ISFOE12) 2-5 July 2012, Thessaloniki, Greece13.
Trukhanov V.A., Bruevich V.V., and Paraschuk D.Yu. How high can fillfactor be in organic solar cells? // 25th Workshop on Quantum Solar EnergyConversion - (QUANTSOL 2013), March 3-7, 2013, Bad Gastein, Austria.14. Труханов В.А. Превышение фактора заполнения вольтамперныххарактеристик органических солнечных фотоэлементов предела ШоклиКвайссера.
// Международная научная конференция студентов, аспирантов имолодых учёных «Ломоносов-2013», 8 — 13 апреля 2013 года, Москва, Россия.15. Trukhanov V.A., Bruevich V.V., Paraschuk D.Yu. Fill factor of organic solarcells can exceed the Shockley-Queisser limit. // The International Conference onCoherent and Nonlinear Optics / The Lasers, Applications, and Technologies(ICONO/LAT 2013), June 18-22, 2013, Moscow, Russia.16.
Trukhanov V.A., Bruevich V.V., Paraschuk D.Yu. The fill factor dependenceon doping for bilayer organic solar cells. // International Conference on SyntheticMetals ICSM 2014, 30 June – 5 July, 2014, Turku, Finland.17. Trukhanov V.A., Bruevich V.V., Paraschuk D.Yu. Field‐dependent chargerecombination in organic solar cells leads to fill factor exceeding theShockley‐Queisser limit. // International Fall School on Organic Electronics (IFSOE2014), September 21 – 26, 2014, Moscow Region, Russia.25.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
