Молибден дисульфиді нанобөлшектерінің органикалық күн ұяшығының мырыш оксидінің электронды тасымалдау қабатының қасиеттеріне әсері
DOI:
https://doi.org/10.31489/2023No1/20-26Кілт сөздер:
мырыш оксиді, молибден дисульфиді, композициялық қабыршақ, беткі морфология, оптикалық және импеданстық спектроскопияАңдатпа
Бұл жұмыста молибден дисульфиді нанобөлшектерінің полимерлі күн ұяшығына мырыш оксиді электронды тасымалдау қабатының электронды тасымалына әсерін зерттеу нәтижелері келтірілген. Молибден дисульфиді нанобөлшектері изопропил спиртінде лазерлік абляция әдісімен алынды. Композиттік қабыршақтарды алу үшін нанобөлшектерді мырыш оксиді негізгі құраушысының золь-гель ерітіндісіне әр түрлі концентрацияда қосу арқылы жүзеге асырылған. Сканерлеуші электрондық микроскоп мәліметтері бойынша, қабыршақтағы нанобөлшектердің концентрациясы жоғарылаған сайын мырыш оксиді бетіндегі молибден дисульфиді қабатының қалыңдығы өзгеретіні көрсетілген. Қабыршақ құрылымындағы молибден дисульфиді нанобөлшектері мырыш оксиді қабатының көлемді және беттік бос орындарды біртіндеп толтырады. Алайда, концентрация 1% - дан асқан кезде, қабыршақта тесіктер мен бос орындар пайда болады. Нанобөлшектердің концентрациясы жоғарылаған сайын композиттік қабыршақтың жұтылу спектрлерін өлшеу кезінде қабыршақтың жұтылуы жалпы қалыңдығының өзгеруіне байланысты екенін көруге болады. Бұл жағдайда оптикалық тыйым салынған аймақ енінің мәндері өзгермейді, яғни молибден дисульфиді нанобөлшектері мырыш оксиді электронды құрылымына әсер етпейді. Композитті электронды тасымалдаушы қабаты негізіндегі полимерлі күн ұяшығының вольт-амперлік сипаттамаларынан байқалған өзгерістер молибден дисульфиді нанобөлшектерінің органикалық күн ұяшықтарының электронды тасымалдауға байланысты екені көрсетілді. Органикалық күн ұяшықтарының импеданс спектрлерінің көрсеткіштеріне сәйкес, мырыш оксидіндегі сындық концентрация кезінде молибден дисульфиді нанобөлшектері композитті қабатта заряд тасымалдаушылардың өмір сүру уақытын және диффузия коэффициентін арттыруға ықпал ететіні анықталды.
References
Huang Yi-J., Chen H.-Ch., Lin H.-K. Doping ZnO Electron Transport Layers with MoS2 Nanosheets Enhances the Efficiency of Polymer Solar Cells. ACS Appl. Mater. Interfaces. 2018, pp. 1- 31. doi:10.1021/acsami.8b06413
Nian L., Zhang W., Zhu N. Photoconductive Cathode Interlayer for Highly Efficient Inverted Polymer Solar Cells. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137 (22), pp. 6995 – 6998. doi:10.1021/jacs.5b02168
Nian L., Gao K., Liu F. 11% Efficient Ternary Organic Solar Cells with High Composition Tolerance via Integrated Near-IR Sensitization and Interface Engineering. Adv. Mater. 2016, pp. 8184 – 8190. doi:10.1002/adma.201602834
Nian L., Chen Z., Herbst S. Aqueous Solution Processed Photoconductive Cathode Interlayer for High Performance Polymer Solar Cells with Thick Interlayer and Thick Active Layer. Adv. Mater. 2016, pp.7521–7526. doi: 10.1002/adma.201601615
Liu X., Li X., Li Y. High-Performance Polymer Solar Cells with PCE of 10.42% via Al-Doped ZnO Cathode Interlayer. Adv. Mater. 2016, pp.7405–7412. doi:10.1002/adma.201601814
Yang Z., Zhang T., Li J. Multiple Electron Transporting Layers and Their Excellent Properties Based on Organic Solar Cell. Sci. Rep. 2017, 7 (1), 9571. doi:10.1038/s41598-017-08613-7
Lin Z., Chang J., Zhang C. Enhanced Performance and Stability Page 20 of 31 ACS Paragon Plus Environment ACS Applied Materials & Interfaces of Polymer Solar Cells by In Situ Formed AlOX Passivation and Doping. J. Phys. Chem. 2017, 121 (19), pp.10275–10281. doi:10.1021/acsami.0c09046
Liao S.H., Jhuo H.J. Cheng Y.S. Fullerene Derivative-Doped Zinc Oxide Nanofilm as the Cathode of Inverted Polymer Solar Cells with Low-Bandgap Polymer (PTB7-Th) for High Performance. Adv. Mater. 2013, 25 (34), pp.4766–4771. doi:10.1002/adma.201301476
Liao S.-H., Jhuo H.-J, Yeh P.-N. Single Junction Inverted Polymer Solar Cell Reaching Power Conversion Efficiency 10.31% by Employing Dual-Doped Zinc Oxide Nano-Film as Cathode Interlayer. Sci. Rep. 2015, 4 (1), 6813. doi:10.1038/srep06813
Wei J., Yin Z., Chen S. C., Low-Temperature Solution-Processed Zinc Tin Oxide Film as a Cathode Interlayer for Organic Solar Cells. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9 (7), pp.6186–6193. doi:10.1021/acsami.6b13724
Yun J.M., Noh Y.J., Yeo JS. Efficient work-function engineering of solution processed MoS2 thin-films for novel hole and electron transport layers leading to high-performance polymer solar cells, J. Mater. Chem. 2013, pp.3777 – 3783. doi:10.1039/C3TC30504J
Ilyassov B., Ibrayev N., Hierarchically assembled nanostructures and their photovoltaic properties. J. Mater. Sci. Semicond. Process. 2015, 40, pp.885–889. doi:10.1016/j.mssp.2015.07.087
Aimukhanov A.K., Seisembekova T.E., Zeinidenov A.K., The impact of SnO2 photoelectrode’s thickness on photovoltaic properties of the solar cell FTO:SnO2:PTB7-TH:ITIC/Mo/Ag. Bulletin of the Karaganda University, series Physics. 2022, №2(106), pp.86-91. doi:10.31489/2022PH2/86-91
Zeinidenov A.K., Аimukhanov A.K., Ilyassov B.R. Impact of the annealing temperature of In2O3 films on the photovoltaic characteristics of a polymer solar cells. Eurasian Physical Technical Journal. 2022, Vol.19, №1(39). pp. 34–39. doi:10.31489/2022No1/34-39.
Gao M., Zhang M., Niu W. Tuning the transport behavior of centimeter-scale WTe2 ultrathin films fabricated by pulsed laser deposition. Appl. Phys. Lett. 2017, 111(3), 031906. doi:10.1063/1.4995227
