RU2586263C1 - Hybrid multilayer photoelectric converter - Google Patents

Hybrid multilayer photoelectric converter Download PDF

Info

Publication number
RU2586263C1
RU2586263C1 RU2014145978/28A RU2014145978A RU2586263C1 RU 2586263 C1 RU2586263 C1 RU 2586263C1 RU 2014145978/28 A RU2014145978/28 A RU 2014145978/28A RU 2014145978 A RU2014145978 A RU 2014145978A RU 2586263 C1 RU2586263 C1 RU 2586263C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
inorganic
negative ions
energy
layers
Prior art date
Application number
RU2014145978/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Васильевич Зосимов
Сергей Вячеславович Савилов
Александр Германович Замотин
Валерий Васильевич Лунин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Аналитические приборы и специальные технологии защиты"
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Аналитические приборы и специальные технологии защиты", Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН) filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Аналитические приборы и специальные технологии защиты"
Priority to RU2014145978/28A priority Critical patent/RU2586263C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2586263C1 publication Critical patent/RU2586263C1/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention relates to devices converting electromagnetic radiation energy to electricity, in particular photoconverters of solar radiation based on organic semiconductors. According to the invention a hybrid photoelectric converter containing five layers of inorganic and organic semiconductors, where the first exposed to light layer is made of zinc oxide with hole conductivity, the second layer is made of polythiophen with hole conductivity alloyed with inorganic negative ions, the third layer is made from poly-3, 4,-ethylene dioxythiophene with hole conductivity alloyed with inorganic negative ions, the fourth layer is made of polymer composite material containing poly-3, 4,-ethylene-dioxy-thiophen, perfluorinated sulphocationite and alloyed with inorganic negative ions, the fifth layer is made of zinc oxide with electron conductivity.
EFFECT: invention provides high coefficient of light energy conversion into electric energy.
1 cl, 2 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к устройствам преобразования энергии электромагнитного излучения в электричество, в частности фотопреобразователям солнечного излучения на основе органических полупроводников.The invention relates to devices for converting the energy of electromagnetic radiation into electricity, in particular solar photoconverters based on organic semiconductors.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Известен гибридный фотоэлектрический преобразователь (ФЭП), содержащий пленку из полупроводникового полимерного широкозонного фотоэлектрического преобразователя и прозрачную пленку окиси титана (TiOx), размещенного на низкоомном кристаллическом кремнии, описанный в Евразийском патенте N017011, опубл. 2012.09.28 "СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ". При работе такого фотоэлектрического преобразователя, содержащего слой органического и неорганического полупроводников, носители зарядов электроны, образовавшиеся в полимерной пленке за счет поглощения в инфракрасной области спектра при прохождении через него многократно отраженных от межслойных границ солнечного излучения, транспортируются посредством пленки окиси титана в рабочую область кремния, где эти электроны суммируются с носителями зарядов, образовавшимися в слое кремния за счет поглощения в видимой области спектра. Таким образом, происходит увеличение эффективности преобразования солнечного света в электрический ток.A known hybrid photoelectric converter (PEC) containing a film of a semiconductor polymer wide-gap photoelectric converter and a transparent film of titanium oxide (TiO x ) placed on low-impedance crystalline silicon, described in Eurasian patent N017011, publ. 2012.09.28 "METHOD FOR INCREASING EFFICIENCY OF CONVERSION OF SOLAR ENERGY TO ELECTRICAL AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION". During the operation of such a photoelectric converter containing a layer of organic and inorganic semiconductors, charge carriers the electrons formed in the polymer film due to absorption in the infrared region of the spectrum when passing through it repeatedly reflected from the interlayer boundaries of solar radiation, are transported through the film of titanium oxide to the working region of silicon, where these electrons are summed with charge carriers formed in the silicon layer due to absorption in the visible region of the spectrum. Thus, there is an increase in the conversion efficiency of sunlight into electric current.

Недостатком этого ФЭПа является то, что в органическом слое преобразуется только небольшая часть спектра солнечного излучения и преобразование света, главным образом, происходит в неорганическом полупроводнике с узкой шириной запрещенной зоны.The disadvantage of this PEC is that only a small part of the spectrum of solar radiation is converted in the organic layer, and light conversion mainly occurs in an inorganic semiconductor with a narrow band gap.

Наиболее близкими к предлагаемому изобретению являются фотоэлектрические преобразователи, содержащие слои органических и неорганических полупроводников [Паращук Д.Ю., Кокорин А.И. "Современные фотоэлектрические и фотохимические методы преобразования солнечной энергии", Ж. Рос. хим. об-ва имени Д.И. Менделеева (ЖРХО), 2008, т. 52, N6, с. 113-114]. Эти ФЭП содержат органические полупроводники с шириной запрещенной зоны приблизительно 2 эВ и узкозонные неорганические полупроводники с шириной запрещенной зоны до 0,7 эВ, поэтому в них не происходит фотоэлектрического преобразования фотонов с энергией менее 0,7 эВ, соответствующих близкой инфракрасной области спектра солнечного излучения.Closest to the proposed invention are photovoltaic cells containing layers of organic and inorganic semiconductors [Parashchuk D.Yu., Kokorin A.I. "Modern photovoltaic and photochemical methods for converting solar energy", J. Ros. Chem. Islands named after D.I. Mendeleev (RFLO), 2008, v. 52, No. 6, p. 113-114]. These PECs contain organic semiconductors with a band gap of approximately 2 eV and narrow-gap inorganic semiconductors with a band gap of up to 0.7 eV; therefore, photoelectric conversion of photons with energies less than 0.7 eV corresponding to the close infrared region of the solar radiation spectrum does not occur.

Задачей, решаемой изобретением, является расширение спектра светового излучения, поглощаемого в фотоэлектрическом преобразователе и приводящего к генерации электрического тока.The problem solved by the invention is the expansion of the spectrum of light radiation absorbed in the photoelectric transducer and leading to the generation of electric current.

Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является увеличение коэффициента преобразования энергии светового излучения в электрическую энергию в фотоэлектрическом преобразователе (ФЭП), содержащем органические полупроводники и генерирующего электрический ток под действием солнечного излучения.The technical result achieved by using the invention is to increase the conversion coefficient of the energy of light radiation into electrical energy in a photoelectric converter (PEC) containing organic semiconductors and generating electric current under the action of solar radiation.

Технический результат достигается тем, что формируют гибридный фотоэлектрический преобразователь, содержащий пять слоев неорганических и органических полупроводников, и в котором первый, обращенный к источнику света, слой выполнен из оксида цинка с дырочной проводимостью, второй по порядку слой выполнен из политиофена с дырочной проводимостью, легированного неорганическими отрицательными ионами, третий слой выполнен из поли-3,4,-этилендиокситиофена с дырочной проводимостью, легированного неорганическими отрицательными ионами, четвертый слой выполнен из полимерного композита, содержащий поли-3,4,-этилендиокситиофен, перфторированный сульфокатионит и легированный неорганическими отрицательными ионами, пятый слой выполнен из оксида цинка с электронной проводимостью.The technical result is achieved by forming a hybrid photoelectric converter containing five layers of inorganic and organic semiconductors, and in which the first layer facing the light source is made of zinc oxide with hole conductivity, the second layer is made of polythiophene with hole conductivity doped inorganic negative ions, the third layer is made of poly-3,4, -ethylenedioxythiophene with hole conductivity doped with inorganic negative ions, four the first layer is made of a polymer composite containing poly-3,4, -ethylenedioxythiophene, perfluorinated sulfocationite and doped with inorganic negative ions, the fifth layer is made of zinc oxide with electronic conductivity.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показано расположение слоев полупроводников в фотоэлектрическом преобразователе (ФЭП).In FIG. 1 shows the arrangement of semiconductor layers in a photoelectric converter (PEC).

На фиг. 2 показана энергетическая диаграмма гетеропереходов между слоями полупроводников в ФЭП в условиях термодинамического равновесия при отсутствии светового облучения (в темноте).In FIG. Figure 2 shows the energy diagram of heterojunctions between the semiconductor layers in a photomultiplier under thermodynamic equilibrium in the absence of light irradiation (in the dark).

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Устройство по заявляемому изобретению осуществляют следующим образом. Формируют многослойную структуру ФЭП, образованную несколькими слоями неорганических и органических полупроводников в порядке, показанном на Фиг. 1, где цифрами обозначены: 1 - обращенный к источнику света слой оксида цинка с дырочной проводимостью, 2 - слой политиофена с дырочной проводимостью, 3 - слой поли-3,4,-этилендиокситиофена, 4 - слой полимерного композита, содержащего поли-3,4,-этилендиокситиофен и перфторированный сульфокатионит, 5 - слой оксида цинка с электронной проводимостью.The device according to the claimed invention is as follows. A multilayer PEC structure is formed, formed by several layers of inorganic and organic semiconductors in the order shown in FIG. 1, where the numbers denote: 1 - a layer of zinc oxide with hole conductivity facing the light source, 2 - a layer of polythiophene with hole conductivity, 3 - a layer of poly-3,4, -ethylenedioxythiophene, 4 - a layer of a polymer composite containing poly-3, 4, ethylenedioxythiophene and perfluorinated sulfocationite, 5 - a layer of zinc oxide with electronic conductivity.

Геометрические границы между слоями 1, 2, 3, 4 и 5 структуры ФЭП показаны на Фиг. 2 вертикальными линиями. Прямая горизонтальная линия Wf обозначает положение уровня энергии химического потенциала (уровня Ферми), одинакового во всех слоях в условиях термодинамического равновесия электронного газа при отсутствии солнечного излучения. Линиями, претерпевающими разрывы и изломы в областях контактов слоев, показаны относительно уровня химического потенциала уровни энергии электронов в вакууме W0, вблизи условного дна зона проводимости Wc и вблизи верха валентной зоны Wv.The geometric boundaries between layers 1, 2, 3, 4, and 5 of the photomultiplier structure are shown in FIG. 2 vertical lines. The straight horizontal line W f denotes the position of the energy level of the chemical potential (Fermi level), which is the same in all layers under conditions of thermodynamic equilibrium of the electron gas in the absence of solar radiation. The lines that undergo discontinuities and kinks in the regions of contact between the layers show, relative to the level of the chemical potential, the electron energy levels in vacuum W 0 , the conduction band W c near the conditional bottom, and near the top of the valence band W v .

Слои 1 и 5 выполнены из оксида цинка, являющегося полупроводником с шириной запрещенной зоны 3,2-3,6 эВ, который поглощает коротковолновую часть спектра солнечного излучения с длинами волн, меньшими 400 нм, и пропускает более 80% излучения с длинами волн 400-2000 нм. Оксид цинка может быть легирован донорами или акцепторами электронов для создания электронной или дырочной проводимости с большими значениями концентрации и подвижности носителей заряда и, соответственно, большой удельной проводимостью.Layers 1 and 5 are made of zinc oxide, which is a semiconductor with a band gap of 3.2-3.6 eV, which absorbs the short-wavelength part of the spectrum of solar radiation with wavelengths shorter than 400 nm and transmits more than 80% of radiation with wavelengths of 400– 2000 nm. Zinc oxide can be doped with electron donors or acceptors to create electron or hole conductivity with high concentration and mobility of charge carriers and, accordingly, high conductivity.

При контакте сильно легированных слоев 1 и 5 оксида цинка с дырочной и электронной проводимостью между ними возникает разность потенциалов, максимальное значение которой можно оценить как отношение значения ширины запрещенной зоны к заряду электрона, и которое может достигать 3,2-3,6 В. При расположении между слоями оксида цинка проводников или полупроводников контактная разность потенциалов между крайними слоями 1 и 5 структуры в случае соединения их внешней цепью останется неизменной. Между промежуточными слоями возникнут контактные разницы потенциалов, равные разностям работ выхода электронов из этих слоев, но сумма таких разностей потенциалов будет равна разности потенциалов между слоями 1 и 5.When strongly doped zinc oxide layers 1 and 5 come in contact with hole and electron conductivity, a potential difference arises between them, the maximum value of which can be estimated as the ratio of the band gap to the electron charge, and which can reach 3.2-3.6 V. the location between the layers of zinc oxide conductors or semiconductors, the contact potential difference between the extreme layers 1 and 5 of the structure in the case of connecting them to an external circuit will remain unchanged. Between the intermediate layers, contact potential differences will occur, equal to the differences in the work functions of the electrons from these layers, but the sum of such potential differences will be equal to the potential difference between layers 1 and 5.

Слой 2 ФЭП выполнен из политиофена с дырочной проводимостью, легированного отрицательными ионами, например, ионами тетраборфтората или перхлората. Этот слой имеет полосы поглощения в диапазоне длин волн света от 475 до 580 нм, соответствующие переходу электронов из валентной зоны в зону проводимости полупроводника.Layer 2 of the photomultiplier is made of polythiophene with hole conductivity doped with negative ions, for example, tetraborate or perchlorate ions. This layer has absorption bands in the light wavelength range from 475 to 580 nm, corresponding to the transition of electrons from the valence band to the conduction band of the semiconductor.

Слой 3 ФЭП выполнен из поли-3,4,-этилендиокситиофена с дырочной проводимостью, легированного неорганическими отрицательными ионами, например, ионами тетраборфтората или перхлората. Этот слой имеет полосы поглощения в видимом диапазоне длин волн света с максимумом 620 нм и в ближнем инфракрасном спектральном диапазоне с максимумом при длинах волн 1000-1100 нм, соответствующие переходу электронов из валентной зоны в зону проводимости полупроводника.Layer 3 of the photomultiplier is made of poly-3,4, -ethylenedioxythiophene with hole conductivity doped with inorganic negative ions, for example, tetraborfluororate or perchlorate ions. This layer has absorption bands in the visible wavelength range of light with a maximum of 620 nm and in the near infrared spectral range with a maximum at wavelengths of 1000-1100 nm, corresponding to the transition of electrons from the valence band to the conduction band of the semiconductor.

Слой 4 ФЭП выполнен из полимерного композита, содержащего поли-3,4,-этилендиокситиофен и перфторированный сульфокатионит и легированного неорганическими отрицательными ионами, например, ионами тетраборфтората или перхлората. Этот слой имеет полосы поглощения в видимом диапазоне длин волн света с максимумом 880 нм и в ближнем инфракрасном спектральном диапазоне с максимумом при длинах волн 1000-2000 нм, соответствующие переходу электронов из валентной зоны в зону проводимости полупроводника.The FEP layer 4 is made of a polymer composite containing poly-3,4, ethylenedioxythiophene and perfluorinated sulfocathionite and doped with inorganic negative ions, for example, tetrafluoroborate or perchlorate ions. This layer has absorption bands in the visible wavelength range of light with a maximum of 880 nm and in the near infrared spectral range with a maximum at wavelengths of 1000-2000 nm, corresponding to the transition of electrons from the valence band to the conduction band of the semiconductor.

Фотоэлектрический преобразователь работает следующим образом.Photoelectric Converter operates as follows.

При облучении ФЭП солнечным светом со стороны слоя 1 в слоях с дырочной проводимостью 1, 2, 3, 4 под действием света будут переходить из валентной зоны в зону проводимости электроны, которые являются несобственными (неравновесными) носителями заряда в полупроводниках с дырочной проводимостью. Вблизи границ слоев ФЭП, как показано на Фиг. 2, энергия Wc электронов в зоне проводимости полупроводников изменяется относительно уровня энергии Wf химического потенциала. Поэтому неравновесные электроны, образовавшиеся в зоне проводимости под действием света, мигрируют из слоев с меньшей энергией Wc электронов в зоне проводимости в слои с большей энергией Wc. Из-за этого в ФЭП возникает электрический ток, направленный от слоя 1 к слою 5, а перепад потенциалов между слоями 1 и 5 уменьшается.When the PEC is irradiated with sunlight from the side of layer 1 in layers with hole conductivity 1, 2, 3, 4, under the action of light, electrons that are improper (nonequilibrium) charge carriers in semiconductors with hole conductivity will pass from the valence band to the conduction band. Near the boundaries of the solar cells, as shown in FIG. 2, the electron energy W c in the conduction band of the semiconductors varies with respect to the chemical potential energy level W f . Therefore, nonequilibrium electrons formed in the conduction band under the action of light migrate from layers with a lower electron energy W c in the conduction band to layers with a higher energy W c . Because of this, an electric current arises in the photomultiplier directed from layer 1 to layer 5, and the potential difference between layers 1 and 5 decreases.

При соединении слоев 1 и 5 через внешнюю электрическую цепь некоторая часть энергии, преобразованной из энергии солнечного излучения в энергию неравновесных электронов, будет выделяться во внешней электрической сети и может быть полезно использована.When layers 1 and 5 are connected through an external electric circuit, some of the energy converted from the energy of solar radiation to the energy of nonequilibrium electrons will be released in the external electric network and can be useful.

В слое 1 в энергию неравновесных электронов преобразуется энергия фотонов солнечного излучения с длинами волн, меньшими 400 нм. В слое 2 в энергию неравновесных электронов преобразуется энергия фотонов солнечного излучения с длинами волн 475-580 нм. В слое 3 в энергию неравновесных электронов преобразуется энергия фотонов солнечного излучения с длинами волн, лежащими вблизи максимумов поглощения света для этого слоя 630 нм и 1000-1100 нм. В слое 4 в энергию неравновесных электронов преобразуется энергия фотонов солнечного излучения с длинами волн, лежащими вблизи максимума поглощения света 880 нм и в диапазоне 1000-2000 нм. До слоя 5 коротковолновое излучение с длинами волн менее 400 нм практически не достигает, поэтому в нем не образуются дырки, являющиеся неосновными носителями заряда для этого слоя с электронной проводимостью. Из слоя 5 инжектируются в слой 4 электроны из-за перепада энергии Wc электронов в зонах проводимости слоев 4 и 5.In layer 1, the energy of photons of solar radiation with wavelengths shorter than 400 nm is converted to the energy of nonequilibrium electrons. In layer 2, the energy of photons of solar radiation with wavelengths of 475-580 nm is converted to the energy of nonequilibrium electrons. In layer 3, the energy of photons of solar radiation with wavelengths lying near the light absorption maxima for this layer of 630 nm and 1000-1100 nm is converted to the energy of nonequilibrium electrons. In layer 4, the energy of photons of solar radiation with wavelengths lying near the maximum light absorption of 880 nm and in the range of 1000-2000 nm is converted to the energy of nonequilibrium electrons. Prior to layer 5, the short-wave radiation with wavelengths less than 400 nm practically does not reach, therefore, holes are not formed in it, which are minority charge carriers for this layer with electronic conductivity. Electrons are injected from layer 5 into layer 4 due to the energy difference W c of electrons in the conduction zones of layers 4 and 5.

Таким образом, из-за генерации электронов в слоях ФЭП под действием фотонов с длинами волн, лежащими во всем спектре видимого и ближнего инфракрасного солнечного излучения, достигается технический результат от использования изобретения, заключающийся в повышении коэффициента преобразования энергии светового излучения в электрическую энергию.Thus, due to the generation of electrons in the PEC layers under the action of photons with wavelengths lying throughout the spectrum of visible and near infrared solar radiation, a technical result is achieved from the use of the invention, which consists in increasing the conversion coefficient of the energy of light radiation into electrical energy.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Фотоэлектрический преобразователь изготовлен следующим образом.The photoelectric converter is made as follows.

Из водного раствора нитрата цинка на алюминиевой фольге электрохимически при положительном потенциале был осажден в кислой среде при температуре 70-80°С слой 5 оксида цинка с электронной проводимостью.From an aqueous solution of zinc nitrate on aluminum foil, a layer 5 of zinc oxide with electronic conductivity was electrochemically deposited in an acidic medium at a temperature of 70-80 ° C at a positive potential.

Затем из раствора 3,4-этилендиокситиофена и перфторированного сульфокатионита МФ-ЧСК в смеси воды и ацетонитрила, содержащей отрицательные ионы тетрабората фтора, электрохимически при положительном (анодном) потенциале на слой 5 был осажден слой 4, содержащий поли-3,4,-этилендиокситиофен, перфторированный сульфокатионит МФ-ЧСК и легированный отрицательными ионами тетраборфтората.Then, from a solution of 3,4-ethylenedioxythiophene and perfluorinated sulfocationionite MF-CSA in a mixture of water and acetonitrile containing negative fluorine tetraborate ions, layer 4 containing poly-3,4-ethylenedioxythiophene was deposited electrochemically at layer 5 on the layer 5 , perfluorinated sulfocationite MF-ChSK and doped with negative ions of tetrafluoroborate.

На слой 4 электрохимически при положительном потенциале был осажден слой 3 поли-3,4,-этилендиокситиофена из раствора 3,4-этилендиокситиофена в ацетонитриле, содержащем ионы тетрабората фтора.Layer 4 of poly-3,4-ethylenedioxythiophene from a solution of 3,4-ethylenedioxythiophene in acetonitrile containing fluorine tetraborate ions was deposited electrolytically at a positive potential on layer 4.

На слой 3 электрохимически при положительном потенциале был осажден слой 2 политиофена из раствора тиофена в ацетонитриле, содержащем ионы тетраборфтората.Layer 3 of polythiophene was deposited electrolytically at a positive potential on layer 3 from a solution of thiophene in acetonitrile containing tetraborfluororate ions.

На слой 2 электрохимически при положительном потенциале был осажден слой 1 оксида цинка с дырочной проводимостью из водного раствора, содержащего ацетаты цинка, марганца и аммония.Zinc oxide layer 1 with hole conductivity was deposited from layer 2 electrochemically at a positive potential from an aqueous solution containing zinc, manganese, and ammonium acetates.

При электрохимическом осаждении слоев ФЭП толщину этих слоев регулировали величиной электрического заряда, пропущенного через электроды электрохимической системы. Толщину слоев ФЭП формировали в диапазоне 100-1000 нм.During the electrochemical deposition of PEC layers, the thickness of these layers was controlled by the magnitude of the electric charge passed through the electrodes of the electrochemical system. The thickness of the solar cells was formed in the range of 100-1000 nm.

После изготовления образцов ФЭП были измерены их вольт-амперные характеристики при освещении ФЭП имитатором солнечного излучения и по этим характеристикам были определены коэффициенты преобразования энергии светового солнечного излучения в электрическую энергию в образцах ФЭП, лежащие в диапазоне от 7 до 11%.After fabrication of the PEC samples, their current – voltage characteristics were measured under illumination of the PEC with a solar radiation simulator, and the coefficients of the conversion of the energy of light solar radiation into electrical energy in the PEC samples, ranging from 7 to 11%, were determined from these characteristics.

ФЭП согласно изобретению является промышленно применимым, так как он может быть изготовлен известными методами электрохимического синтеза с использованием промышленно изготавливаемых компонентов и химических реагентов.The solar cell according to the invention is industrially applicable, since it can be manufactured by known methods of electrochemical synthesis using industrially manufactured components and chemical reagents.

Claims (1)

Гибридный фотоэлектрический преобразователь, содержащий несколько слоев неорганических и органических полупроводников, отличающийся тем, что первый, обращенный к источнику света, слой выполнен из оксида цинка с дырочной проводимостью, второй по порядку слой выполнен из политиофена с дырочной проводимостью, легированного неорганическими отрицательными ионами, третий слой выполнен из поли-3,4,-этилендиокситиофена с дырочной проводимостью, легированного неорганическими отрицательными ионами, четвертый слой выполнен из полимерного композита, содержащего поли-3,4,-этилендиокситиофен, перфторированный сульфокатионит и легированный неорганическими отрицательными ионами, пятый слой выполнен из оксида цинка с электронной проводимостью. A hybrid photoelectric converter containing several layers of inorganic and organic semiconductors, characterized in that the first layer facing the light source is made of zinc oxide with hole conductivity, the second layer is made of polythiophene with hole conductivity doped with inorganic negative ions, the third layer made of poly-3,4, -ethylenedioxythiophene with hole conductivity doped with inorganic negative ions, the fourth layer is made of polymer com ozita comprising poly-3,4, -etilendioksitiofen, perfluorinated sulphocationite doped inorganic and negative ions, the fifth layer is made of zinc oxide having electron conductivity.
RU2014145978/28A 2014-12-08 2014-12-08 Hybrid multilayer photoelectric converter RU2586263C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014145978/28A RU2586263C1 (en) 2014-12-08 2014-12-08 Hybrid multilayer photoelectric converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014145978/28A RU2586263C1 (en) 2014-12-08 2014-12-08 Hybrid multilayer photoelectric converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2586263C1 true RU2586263C1 (en) 2016-06-10

Family

ID=56115336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014145978/28A RU2586263C1 (en) 2014-12-08 2014-12-08 Hybrid multilayer photoelectric converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2586263C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2292097C1 (en) * 2005-08-22 2007-01-20 Открытое акционерное общество "Инфотэк Груп" Silicon-polymer photoelectric module and its manufacturing process
RU2408954C1 (en) * 2009-11-20 2011-01-10 Валерий Васильевич Лунин Apparatus for converting solar energy to electrical and heat energy
JP2011023390A (en) * 2009-07-13 2011-02-03 Fujitsu Semiconductor Ltd Method of manufacturing device, and device
EA201000446A1 (en) * 2008-02-27 2011-08-30 Институт Физики Национальной Академии Наук Азербайджана METHOD OF INCREASING THE EFFICIENCY OF SOLAR ENERGY TRANSFORMATION INTO ELECTRICAL AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
CN102222771A (en) * 2011-06-30 2011-10-19 昆明物理研究所 Organic and inorganic hybridized semiconductor ultraviolet photovoltaic detector
CN103078058A (en) * 2013-01-28 2013-05-01 北京化工大学 Organic/inorganic hybrid solar battery and preparation method thereof
CN103337591A (en) * 2013-06-20 2013-10-02 中国科学院化学研究所 Organic-inorganic hybrid nano material, and preparation method and application thereof
RU2012132867A (en) * 2012-08-01 2014-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) METHOD FOR PRODUCING SOLID PHOTOCELL ON THE BASIS OF PHTHALOCIANINE FOR CONVERSION OF LIGHT ENERGY IN ELECTRIC

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2292097C1 (en) * 2005-08-22 2007-01-20 Открытое акционерное общество "Инфотэк Груп" Silicon-polymer photoelectric module and its manufacturing process
EA201000446A1 (en) * 2008-02-27 2011-08-30 Институт Физики Национальной Академии Наук Азербайджана METHOD OF INCREASING THE EFFICIENCY OF SOLAR ENERGY TRANSFORMATION INTO ELECTRICAL AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
JP2011023390A (en) * 2009-07-13 2011-02-03 Fujitsu Semiconductor Ltd Method of manufacturing device, and device
RU2408954C1 (en) * 2009-11-20 2011-01-10 Валерий Васильевич Лунин Apparatus for converting solar energy to electrical and heat energy
CN102222771A (en) * 2011-06-30 2011-10-19 昆明物理研究所 Organic and inorganic hybridized semiconductor ultraviolet photovoltaic detector
RU2012132867A (en) * 2012-08-01 2014-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) METHOD FOR PRODUCING SOLID PHOTOCELL ON THE BASIS OF PHTHALOCIANINE FOR CONVERSION OF LIGHT ENERGY IN ELECTRIC
CN103078058A (en) * 2013-01-28 2013-05-01 北京化工大学 Organic/inorganic hybrid solar battery and preparation method thereof
CN103337591A (en) * 2013-06-20 2013-10-02 中国科学院化学研究所 Organic-inorganic hybrid nano material, and preparation method and application thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fukumoto et al. Effect of interfacial engineering in solid-state nanostructured Sb2S3 heterojunction solar cells
Xu et al. Integrated photo‐supercapacitor based on bi‐polar TiO2 nanotube arrays with selective one‐side plasma‐assisted hydrogenation
Dong et al. High‐gain and low‐driving‐voltage photodetectors based on organolead triiodide perovskites
Moon et al. Sb2S3-based mesoscopic solar cell using an organic hole conductor
KR20160146726A (en) HOLE BLOCKING, ELECTRON TRANSPORTING AND WINDOW LAYER FOR OPTIMIZED CuIn(1-X)Ga(X)Se2 SOLAR CELLS
Pavlenko et al. Silicon/TiO2 core-shell nanopillar photoanodes for enhanced photoelectrochemical water oxidation
JP2015119102A (en) Hybrid solar cell
Cho et al. Sustainable hybrid energy harvester based on air stable quantum dot solar cells and triboelectric nanogenerator
Mu et al. Dual post-treatment: a strategy towards high efficiency quantum dot sensitized solar cells
Chen et al. Heterocyclic amino acid molecule as a multifunctional interfacial bridge for improving the efficiency and stability of quadruple cation perovskite solar cells
Manmohan et al. Up and down conversion of photons with modified perturb and observe mppt technique for efficient solar energy generation
Liu et al. The effect of Ni (CH 3 COO) 2 post-treatment on the charge dynamics in p-type NiO dye-sensitized solar cells
Yu et al. Numerical simulation analysis of effect of energy band alignment and functional layer thickness on the performance for perovskite solar cells with Cd1-xZnxS electron transport layer
De Rossi et al. Flexible photovoltaics for light harvesting under LED lighting
RU2586263C1 (en) Hybrid multilayer photoelectric converter
Luo et al. Constructing CdS-Based Electron Transporting Layers With Efficient Electron Extraction for Perovskite Solar Cells
Dhingra et al. ZnO/PPy hybrid heterojunction as an ultraviolet photosensor
JP2008244258A (en) Photoelectric conversion device and photovoltaic generator
KR101462356B1 (en) Dye sensitized solar cell and method of fabricating the same
Bhatt et al. Photodynamic response of a solution-processed organolead halide photodetector
Ebrahimiasl et al. Preparation and photovoltaic property of a new hybrid nanocrystalline SnO 2/polypyrrole p–n heterojunction
Hahn et al. Next-generation solar cells: Principles and materials
DELİBAŞ et al. Investigation of the effect of polymeric and non-polymeric materials in the hole transfer layer on the performance of perovskite solar cell
RU2569164C2 (en) Thin-film solar cell
JP6472665B2 (en) Dye-sensitized solar cell, dye-sensitized solar cell module, and method for producing dye-sensitized solar cell

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161209