| Popis: |
Секция 4. Формирование наноматериалов и наноструктур = Section 4. Formation of Nanomaterials and Nanostructures В настоящее время композитные материалы на основе органического полимера и неорганических наночастиц становятся перспективными материалами для изготовления на их основе эффективных солнечных элементов. Кремний, являясь наиболее важным для солнечной энергетики неорганическим материалом, может рассматриваться в качестве составной части указанных композитных материалов. В нашей работе мы исследовали свойства композитного материала, состоящего из нанокристаллов кремния (nc-Si), введенных в классический органический фоточувствительный полимер поли (3-гексилтиофен) (P3HT). Обнаружено, что оптические и фотоэлектрические свойства полимера при добавлении в него nc-Si существенным образом улучшаются. В частности, увеличивается проводимость, растет фоточувствительность композита. Полученные результаты указывают, что композит P3HT/nc-Si может рассматриваться в качестве перспективного материала для применения в фотовольтаике. Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ № 18-29-23005. In recent years, composite materials based on organic polymer and inorganic nanoparticles have become promising materials for the manufacture of efficient solar cells on their basis. The effectiveness of such elements is constantly growing due to the use of new materials and the modernization of technologies for their production. However, due to the low cost of materials and ease of production, the cost of such batteries is reduced. At the moment, there are works devoted to the study of the parameters of solar cells based on a P3HT composite with nc-Si nanoparticles introduced. At the same time, the electrical, photoelectric, and optical properties of the composite material itself are practically not investigated. In our work, we include p-type silicon nanocrystals in P3HT at concentrations of 10 and 30% by weight. The behavior of the dark conductivity and photoconductivity of the composites on the proportion of Si nanoparticles indicates that an increase in the proportion of nanocrystals in the P3HT polymer film leads to a significant increase (about 10 times) in both the dark conductivity and photoconductivity. The spectral dependences of photoconductivity showed that the samples have photoconductivity at quanta energies of 1.2 eV, and the samples with Si nanoparticles have photoconductivity at lower energy of quanta. In addition, one can also note an increase in the photoconductivity of the composite by an order of magnitude in the entire spectral range under study. In the course of the study, it was found that the addition of n-type silicon nanoparticles in P3NT at concentrations of 10-30% by weight leads to a noticeable improvement in the electrical and photoelectric properties of the material. The results indicate that the P3HT/nc-Si composite can be considered as a promising material for use in photovoltaics. |
