ZNO ҚАБЫРШАҚТАРЫНЫҢ ҚҰРЫЛЫМДЫҚ ЕРЕКШЕЛІКТЕРІНІҢ КЕРІ ПОЛИМЕРЛІ КҮН ЭЛЕМЕНТТЕРІНІҢ ОПТИКАЛЫҚ ЖӘНЕ ФОТОЭЛЕКТРЛІК СИПАТТАМАЛАРЫНА ӘСЕРІ
DOI:
https://doi.org/10.31489/2021No2/40-46Кілт сөздер:
мырыш оксиді, жұқа қабықшалар, күйдіру, беттік морфология, абсорбциялық спектрлер, инверттелген полимерлі күн батареялары.Аңдатпа
Берілген жұмыста мырыш ацетаты ерітіндісін алдын-ала қыздыру арқылы қалыптасқан ZnO қабыршақтарының құрылымдық, морфологиялық, оптикалық және фотовольтаикалық сипаттамалары полимерлі күн элементтерінің қасиеттеріне әсері зерттелді. Алдын-ала қыздыру температурасы ZnO қабыршақтарының морфологиясы мен құрылымына айтарлықтай әсер ететіндігі анықталды. Қыздыру температурасы 200oC төмен болған жағдайда, қабыршақтар жоғары рельефті морфологияға ие болады, керісінше 200oC-тан жоғары болса, қабыршақ морфологиясы тегістеледі. ZnO қабыршақтарының рельефтілігі күн элементтерінің фототок тығыздығына әсер етеді: морфологиясы кедір-бұдыр қабыршақтар тегіс қабыршақтарға қарағанда фототоктың үлкен мәндерін көрсетті. Себебі мұнда жарықтың қатты шашырауы байқалады және осыған байланысты күн элементтерінің фотоактивті қабатында жарықтың оптикалық жолы арта түседі. Ал оптикалық жолдың артуы ZnO кедір-бұдырлы морфологиялық қабыршағындағы жарықтың бірнеше рет шағылуына байланысты болып табылады. Сондай-ақ, қабыршақтарды қыздыру температурасын арттырған сайын күн элементтерінің заряд тасымалдаушылардың рекомбинация жылдамдығы, кернеуі артатыны, сәйкесінше заряд тасымалдаушылардың диффузия коэффициентінің кемуі нәтижесінде ZnO кристалдық тор дефектісінің тығыздығы артатыны байқалады. Жалпылама айтқанда, бұл мақалада мырыш ацетаты ерітіндісінен кедір-бұдырлы және тегіс морфологиялы ZnO жұқа қабықшаларын алуға болатыны көрсетілген.
References
"1 Lin Y., Adilbekova B., Firdaus Y., et al. 17% Efficient Organic Solar Cells Based on Liquid Exfoliated WS2 as a Replacement for PEDOT:PSS. Adv. Mater. 2019, Vol.31, No. 46, pp. 1902965 - 1902965
Liu Q., Jiang Y., Jin K., Qin J., Xu J., Li W., Xiong J., Liu J., Xiao Z., Sun K., Yang S., Zhang X., and Ding L. 18% Efficiency organic solar cells. Sci. Bull. 2020, Vol.65, No 4, pp.272 -275.
Sun Y., Seo J. H., Takacs C. J., Seifter J., et al. Inverted Polymer Solar Cells Integrated with a Low-Tempera-ture-Annealed Sol-Gel Derived ZnO Film as an Electron Transport Layer. Adv. Mater. 2011, Vol.23, pp.1679–1683.
Sekine N., Chou C.-H., Kwan W.L., Yang Y. ZnO Nano-Ridge Structure and Its Application in Inverted Polymer Solar Cell. Org. Electron. 2009, Vol.10, pp. 1473 – 1477.
Srinivasan G., Gopalakrishnan N., Yu Y. S., Kesavamoorthy R. and Kumar J. Influence of post-deposition annealing on the structural and optical properties of ZnO thin films prepared by sol-gel and spin-coating method. Superlattices and Microstructures. 2008, Vol.43, No. 2, pp. 112–119.
Aimukhanov A.K., Zeinidenov A.K., Zavgorodniy A.V., Ilyassov B.R., Pazyl B.M. The research of photo-electrophysical properties of cobalt phthalocyanine film. Eurasian phys. tech. j. 2019, Vol. 16, pp. 16 – 20.
Yang T.B., Cai W.Z., Qin D.H., et al. Y. Solution-processed zinc oxide thin film as a buffer layer for polymer solar cells with an inverted device structure. Journal of Physical Chemistry C. 2010, Vol.114, pp. 6849-6853.
Richardson B. J., Wang X., Almutairi A., et al. High Efficiency PTB7-Based Inverted Organic Photovoltaics on Nano-Ridged and Planar Zinc Oxide Electron Transport Layers. J. Mater. Chem. A. 2015, Vol.3, pp. 5563–5571.
Lim D. C., et al. Spontaneous Formation of Nanoripples on the Surface of ZnO Thin Films as Hole-Blocking Layer of Inverted Organic Solar Cells. Sol. Energy Mater. Sol. Cell. 2011, Vol.95, pp. 3036–30409.
Kim M.S., Yim K.G., Lee D., et al. Effect of cooling rate and post heat treatment on properties of ZnO thin films deposited by sol–gel method. Appl. Surf. Sci. 2011, Vol.257, pp 9019–9023.
Ilyassov B. R., Ibraev N. Kh., Abzhanova D. B. Effect of morphology of ZnO nanowire arrays on photovoltaic and electron transport properties of DSSC. Proceeding of the IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2015, Vol. 81, pp. 012046 – 012046.
Khanam Jobeda J., Foo Simon Y. Modeling of High-Efficiency Multi-Junction Polymer and Hybrid Solar Cells to Absorb Infrared Light. Polymers. 2019, Vol.11, No. 2, pp. 2323-2325.
Bisquert J., Mora-Sero I., Fabregat-Santiago F. Diffusion–Recombination Impedance Model for Solar Cells with Disorder and Nonlinear Recombination. ChemElectroChem. 2014, Vol.1, No. 1, pp. 289-296."
