Connect with us

Hi, what are you looking for?

Наука и технологии

Ученые ННИЯУ МИФИ нашли способ повысить эффективность солнечных батарей

Ученые ННИЯУ МИФИ нашли способ повысить эффективность солнечных батарей
Ученые ННИЯУ МИФИ нашли способ повысить эффективность солнечных батарей

Ученые НИЯУ МИФИ изучили особенности фотогенерации (образования подвижных электронов и дырок при поглощении квантов света) в органических полупроводниках и описали, как ее эффективность меняется от температуры. По их мнению, это поможет создавать более совершенные устройства органической фотовольтаики, в том числе, солнечные батареи. Результаты исследования опубликованы в высокорейтинговом журнале «The Journal of Physical Chemistry Letters».

Неупорядоченные органические полупроводники сегодня широко применяются в электронике в составе светодиодов. Ученые активно исследуют возможности их применения в тонкопленочных транзисторах, фотовольтаике, сенсорах и т. д. Преимущества неупорядоченных органических полупроводников перед другими материалами – гибкость, легкость, разнообразие свойств и возможность производства по дешевой массовой технологии.

В неупорядоченных органических полупроводниках, в связи с малой величиной диэлектрической проницаемости, поглощение фотона приводит к образованию пар, в которых электрон и дырка разделены в пространстве, но связаны кулоновским взаимодействием (т.н. «геминальные пары»).

Вероятность полного разделения таких пар определяет эффективность фотогенерации свободных носителей заряда – электронов и дырок. Увеличение эффективности фотогенерации, в свою очередь, очень важно для развития устройств органической фотовольтаики, например, солнечных элементов.

Ученые НИЯУ МИФИ разработали аналитическую модель, которая объясняет слабую зависимость вероятности разделения геминальных пар от температуры, в согласии с экспериментом и данными моделирования Монте-Карло.

«Дело в том, что диффузия сильно неравновесных («горячих») носителей заряда аномально сильна и слабо зависит от температуры на начальном интервале времени после образования пары вследствие энергетического беспорядка. Нам удалось оценить ключевой параметр модели – начальное разделение пары – который зависит от свойств материала. Ранее ученые определяли его лишь методом подгонки под экспериментальные данные», — рассказал профессор Института нанотехнологий в электронике, спинтронике и фотонике НИЯУ МИФИ, доктор физ.-мат. наук Владимир Никитенко.

По мнению исследователей, результаты работы помогут смоделировать фотогенерацию носителей заряда в органических полупроводниках, чтобы увеличить ее эффективность.

Работа поддержана грантом РНФ.

Теги: батарея

В тренде