RU2694086C1 - Гибридный фотопреобразователь, модифицированный максенами - Google Patents
Гибридный фотопреобразователь, модифицированный максенами Download PDFInfo
- Publication number
- RU2694086C1 RU2694086C1 RU2018146146A RU2018146146A RU2694086C1 RU 2694086 C1 RU2694086 C1 RU 2694086C1 RU 2018146146 A RU2018146146 A RU 2018146146A RU 2018146146 A RU2018146146 A RU 2018146146A RU 2694086 C1 RU2694086 C1 RU 2694086C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- maxenes
- layer
- hybrid
- electrode
- photoconverter
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 9
- 150000001767 cationic compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 229910001411 inorganic cation Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 6
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 4
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 23
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 abstract description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910009819 Ti3C2 Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 150000002892 organic cations Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 25
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 23
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 11
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 10
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 7
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 7
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 6
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 6
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 5
- -1 transition metal nitride Chemical class 0.000 description 5
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910009818 Ti3AlC2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 4
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 4
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N titanium(IV) isopropoxide Chemical compound CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000144 PEDOT:PSS Polymers 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 3
- ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N Guanidine Chemical compound NC(N)=N ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N Methylamine Chemical compound NC BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- RYSXWUYLAWPLES-MTOQALJVSA-N (Z)-4-hydroxypent-3-en-2-one titanium Chemical compound [Ti].C\C(O)=C\C(C)=O.C\C(O)=C\C(C)=O.C\C(O)=C\C(C)=O.C\C(O)=C\C(C)=O RYSXWUYLAWPLES-MTOQALJVSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HQOWCDPFDSRYRO-CDKVKFQUSA-N CCCCCCc1ccc(cc1)C1(c2cc3-c4sc5cc(\C=C6/C(=O)c7ccccc7C6=C(C#N)C#N)sc5c4C(c3cc2-c2sc3cc(C=C4C(=O)c5ccccc5C4=C(C#N)C#N)sc3c12)(c1ccc(CCCCCC)cc1)c1ccc(CCCCCC)cc1)c1ccc(CCCCCC)cc1 Chemical compound CCCCCCc1ccc(cc1)C1(c2cc3-c4sc5cc(\C=C6/C(=O)c7ccccc7C6=C(C#N)C#N)sc5c4C(c3cc2-c2sc3cc(C=C4C(=O)c5ccccc5C4=C(C#N)C#N)sc3c12)(c1ccc(CCCCCC)cc1)c1ccc(CCCCCC)cc1)c1ccc(CCCCCC)cc1 HQOWCDPFDSRYRO-CDKVKFQUSA-N 0.000 description 1
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical class CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-O Methylammonium ion Chemical compound [NH3+]C BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 239000005041 Mylar™ Substances 0.000 description 1
- 108090000699 N-Type Calcium Channels Proteins 0.000 description 1
- 102000004129 N-Type Calcium Channels Human genes 0.000 description 1
- CHJJGSNFBQVOTG-UHFFFAOYSA-N N-methyl-guanidine Natural products CNC(N)=N CHJJGSNFBQVOTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010075750 P-Type Calcium Channels Proteins 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N Valeric acid Natural products CCCCC(O)=O NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VAYROLOSUUAGTR-UHFFFAOYSA-N [Ag].[I] Chemical compound [Ag].[I] VAYROLOSUUAGTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 1
- MQRWBMAEBQOWAF-UHFFFAOYSA-N acetic acid;nickel Chemical compound [Ni].CC(O)=O.CC(O)=O MQRWBMAEBQOWAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 238000005513 bias potential Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000001246 colloidal dispersion Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- PDZKZMQQDCHTNF-UHFFFAOYSA-M copper(1+);thiocyanate Chemical compound [Cu+].[S-]C#N PDZKZMQQDCHTNF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XCJYREBRNVKWGJ-UHFFFAOYSA-N copper(II) phthalocyanine Chemical compound [Cu+2].C12=CC=CC=C2C(N=C2[N-]C(C3=CC=CC=C32)=N2)=NC1=NC([C]1C=CC=CC1=1)=NC=1N=C1[C]3C=CC=CC3=C2[N-]1 XCJYREBRNVKWGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- SWSQBOPZIKWTGO-UHFFFAOYSA-N dimethylaminoamidine Natural products CN(C)C(N)=N SWSQBOPZIKWTGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 238000005421 electrostatic potential Methods 0.000 description 1
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical group 0.000 description 1
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005660 hydrophilic surface Effects 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004776 molecular orbital Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N n-(2,4-dichloro-5-propan-2-yloxyphenyl)acetamide Chemical compound CC(C)OC1=CC(NC(C)=O)=C(Cl)C=C1Cl QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 1
- 229940078494 nickel acetate Drugs 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002080 perylenyl group Chemical group C1(=CC=C2C=CC=C3C4=CC=CC5=CC=CC(C1=C23)=C45)* 0.000 description 1
- CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N peryrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=3C2=C2C=CC=3)=C3C2=CC=CC3=C1 CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2004—Light-sensitive devices characterised by the electrolyte, e.g. comprising an organic electrolyte
- H01G9/2009—Solid electrolytes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/10—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising heterojunctions between organic semiconductors and inorganic semiconductors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/0029—Processes of manufacture
- H01G9/0036—Formation of the solid electrolyte layer
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/30—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising bulk heterojunctions, e.g. interpenetrating networks of donor and acceptor material domains
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/40—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising a p-i-n structure, e.g. having a perovskite absorber between p-type and n-type charge transport layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/80—Constructional details
- H10K30/81—Electrodes
- H10K30/82—Transparent electrodes, e.g. indium tin oxide [ITO] electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/10—Deposition of organic active material
- H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/40—Thermal treatment, e.g. annealing in the presence of a solvent vapour
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/621—Providing a shape to conductive layers, e.g. patterning or selective deposition
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K77/00—Constructional details of devices covered by this subclass and not covered by groups H10K10/80, H10K30/80, H10K50/80 or H10K59/80
- H10K77/10—Substrates, e.g. flexible substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/20—Carbon compounds, e.g. carbon nanotubes or fullerenes
- H10K85/221—Carbon nanotubes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/30—Coordination compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/50—Organic perovskites; Hybrid organic-inorganic perovskites [HOIP], e.g. CH3NH3PbI3
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/50—Photovoltaic [PV] devices
-
- 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
- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии полупроводниковых тонкопленочных гибридных фотопреобразователей. Гибридные, тонкопленочные фотопреобразователи с гетеропереходами и слоями, модифицированными максенами Ti3C2Tx, работающие в видимом спектре солнечного света, а также ближних УФ и ИК областей (300-780 нм). Гибридный тонкопленочный фотопреобразователь согласно изобретению содержит прозрачную подложку, на которую последовательно нанесены прозрачный электрод и фотоактивный слой, расположенный между транспортными селективнопроводящими слоями р и n типа проводимости, на верхнем из которых размещен непрозрачный электрод, при этом фотоактивный слой выполнен из гибридных перовскитов АРbХ3, где: А - органические или неорганические катионы вида (CH3NH3 +; CH5N2 +; Cs+; CH6N3 +; (NH3)BuCО2H+), Х3 - галогенидные элементы ряда 1; Br; Сl, а на всех границах гетеропереходов и на границах металл-полупроводник расположены слои максенов Ti3C2Tx, толщиной 5-50 нм, где: Тх - функциональные группы, которыми терминирована поверхность двумерных материалов, Тх=О-, ОН-, F-. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение коэффициента полезного действия (КПД) за счет увеличения холостого напряжения устройств болеем чем на 10% до величин >1,10 В, а также увеличении фактора заполнения вольтамперных характеристик устройств более чем на 5% (>0,75) за счет снижения токовых шунтирующих утечек и повышении контактного сопротивления. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к технологии полупроводниковых тонкопленочных гибридных фотопреобразователей и может быть использовано при создании солнечных элементов и батареи наземного использования, фотодетекторов для видимого спектра солнечного света (от 380 нм до 780 нм), а также ближней ультрафиолетовой области (от 300 нм).
Известна технология создания фотодетекторов на гетероструктуре кремний-максен (Zhe Kang et al., MXene-Silicon Van Der Waals Heterostructures for High Speed Self Driven Photodetectors, Advanced Electronic Materials, volume 3, issue 9, https://doi.org/10.1002/aelm. 201700165, 2017). Устройство представляет собой слой Ti3C2TX (с функцией работы 4,37 эВ) на кремнии n-типа (n-Si) в вертикальных ван-дер-ваальсовых гетероструктурах. Ti3C2TX не только функционирует как прозрачный электрод, но также способствует разделению и транспортировке фотоиндуцированных носителей. После исследований влияния отжига, температуры, освещенности и приложенного напряжения на характеристики гетероструктур с соединениями Шоттки Ti3C2TX/n-Si получен фотоприемник с высокими скоростями отклика и восстановления в порядках миллесекунд при чувствительности 26 мА/Вт при освещении лазером 405 нм.
Недостатком данной технологии и устройства является узкая спектральная область работы, не охватывающая весь видимый спектр.
Известно изобретение способ получения максенов для материала электрода в CMOS-устройствах (KR 20160164133A, опублик. 05.12.2016). В изобретении представлен способ получения максена для материала электрода. Способ включает стадию получения материала МАХ фазы (Ti2AlC), стадию обработки приготовленного объемного МАХ материала раствором фтористоводородной кислоты (HF) и стадию получения обработанного объемного МАХ материала в виде двумерного тонкопленочного материала с использованием методов физического эксфолиирования. Полученный материал используется в качестве электрода инвертора CMOS дифференциальной структуры, который включает в себя канал типа n-типа MoS2, канал р-типа WSe2, второй электрод источника основе максенов, и электрод стока. Время изготовления CMOS-устройства может быть значительно уменьшено.
Недостатком данного патента является узконаправленное рассмотрение применение материала в качестве электрода, без использования основных электрофизических свойств - уникально малой работы выхода.
Известна технология внедрения максенов в фотопоглощающий слой перовскитных солнечных элементов (Zhanglin Guo et al., High Electrical Conductivity 2D MXene Serves as Additive of Perovskite for Efficient Solar Cells, Small, https://doi.org/10.1002/smll.201802738; 2018 pp: 1802738). Ti3C2Tx максен внедряется в объемный слой фотопоглощающего перовскита для повышения КПД солнечного элемента. Результаты показывают, что при внедрении максенов Ti3C2Tx замедляется скорость кристаллизации перовскита, что позволяет достигать большего размера кристаллов для такой конфигурации АВХ3 молекулы кристалла, как CH3NH3PbI3. Обнаружено, что высокая электропроводность и подвижность максенов может ускорить перенос заряда. После оптимизации ключевых параметров повышение производительности устройства на 12% достигается при добавлении 0,03 мас. % максенов.
Недостатком является отсутствие стабильности электродных контактов и границ гетеропереходов являющейся главной проблемой разработки перовскитных солнечных элементов, а также низкий прирост эффективности, представленный в работе на уровне 1-2% КПД при добавлении 0,03 мас. %.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является технология перовскитных солнечных элементов с использованием максенов (карбидов и нитридов металла) (CN 201810267605, опублик. 31.08.2018). Изобретение относится к области технологии фотоэлектрических солнечных элементов с внедрением двумерных карбидов или нитрид переходных металлов в перовскитные солнечные элементы и способы его получения. Основная структура перовскитного солнечного элемента включает прозрачный электрод, электронный транспортный слой, светопоглощающий слой перовскита, дырочный транспортный слой, противоэлектрод. Низко размерный карбид или нитрид переходного металла (максен) в структуре устройства может выполнять функцию электрода, дырочно-транспортного слоя, любым слоем электрода; альтернативно или одновременно прозрачным электродом; также легирующим материалом, или гетероарильным абсорбирующий слоем в перовскитном материале; или составляющей частью прозрачного электрода, в результате чего электрод увеличивается проводимость. Использование двумерного карбида или нитрида переходного металла может быть повысить проводимость прозрачного электрода; повышают стабильность и эффективность перовскиных солнечных батарей.
Недостатком данного изобретения является отсутствие стабильности электродных контактов и границ гетеропереходов являющейся главной проблемой разработки перовскитных солнечных элементов.
Техническим результатом настоящего изобретения является повышение коэффициента полезного действия (КПД) и стабильности гибридных фотопреобразователей на основе гибридных перовскитов APbX3 при внедрении тонких слоев максенов (5-50 нм) на границах гетеропереходов фотопоглощающий слой -транспортный слой (дырочно или электронный) и контактов с электродами. Для p-i-n и n-i-p структур при внедрении максенов на интерфейсе дырочно-транспортный слой - фотопоглощающий перовскитный слой происходит относительное повышение КПД более чем на 15%, за счет увеличения холостого напряжения устройств болеем чем на 10% до величин >1.10 В, а также увеличении фактора заполнения вольтамперных характеристик устройств более чем на 5% (>0.75), за счет снижения токовых шунтирующих утечек и повышении контактного сопротивления.
Технический результат предложенного изобретения достигается следующим образом.
Гибридный тонкопленочный фотопреобразователь, содержащий прозрачную подложку, на которую последовательно нанесены прозрачный электрод и фотоактивный слой, расположенный между транспортными селективнопроводящими слоями р и n типа проводимости, на верхнем из которых размещен непрозрачный электрод, при этом фотоактивный слой выполнен из гибридных перовскитов APbX3; где:
-А - органические или неорганические катионы вида (CH3NH3+; CH5N2+; Cs+; CH6N3+; (NH3)BuCO2H+).
- Х3-галогенидные элементы ряда 1; Br; Cl.
а на всех границах гетеропереходов и на границах металл-полупроводник расположены слои максенов Ti3C2Tx, толщиной 5-50 нм,
где: Тх - функциональные группы, которыми терминирована поверхность двумерных материалов, Тх=О-, ОН-, F-.
Подложка выполнена из стекла или кварца или пластика.
Толщина подложки равна 50-750 мкм.
Непрозрачный электрод выполнен из Ag или Cu или Al или керамического материала или углеродных нанотрубок.
В частном случае в качестве максенов используют Ti3C2Tx, где Тх преимущественно 55-60% представлен F- с работой выхода - 4,2-3,8 эВ.
В свою очередь в качестве максенов используют Ti3C2Tx, где Тх преимущественно 65-70% представлен смесью О- и ОН- с работой выхода - 5,5 - 4,9 эВ.
Также в качестве максенов используют Ti3C2Tx, где Тх преимущественно 70-75% представлен О- и F- с работой выхода - 4,7-3,8 эВ.
В отдельных частных случаях в качестве максенов используют Ti3C2Tx, где Тх преимущественно 55-60% представлен О- с работой выхода - 5,5-4,7 эВ.
Кроме того, в качестве максенов используют Ti3C2Tx, где Тх преимущественно 45-50% представлен ОН- с работой выхода - 4,0-1,8 эВ.
Изобретение поясняется чертежом, где на фигуре 1 показаны стандартные не модифицированные архитектуры фотопреобразователя в p-i-n конфигурации (1 (а)) с прозрачным анодом, а также n-i-p конфигурации (1(б)) с прозрачным катодом. Пояснения сопровождается обозначением слоев в структуре устройства перечисленными далее: 1 -фотоактивный перовскитный слой; 2 - дырочно-транспортный слой; 3 - электронно-транспортный слой; 4 - прозрачный анод; 5 - непрозрачный катод; 6 - прозрачный катод; 7 - непрозрачный анод. В свою очередь, на фигуре 2 показаны аналогичные архитектуры фотопреобразователей, модифицированных максенами с указанием типов материалов для соответствующих переходов: 8 - максены для модифицирования гетероперехода фотопоглощающий перовскитный слой APbX3 - дырочно транспортный слой; 9 - максены для модифицирования гетероперехода фотопоглощающий перовскитный слой APbX3 - электронно транспортный слой; 10 - максены для модифицирования контакта дырочно-транспортный слой - анод; 11 - максены для модифицирования контакта электронно-транспортный слой - катод.
Повышение стабильности устройства достигается за счет пассивациии границ гетеропереходов и снижения концентраций ловушек на интерфейсах при внедрении слоев максенов с различной работой выхода, а также за счет снижения эффектов диффузии слоев структуры устройств в объем и их электрохимического взаимодействия при использовании модифицированных максенов в качестве диффузионно-барьерных (буферных) слоев. Специфика стабилизации фотопреобразователей отображена для ряда арзитектур устройств.
Для p-i-n инвертированных планарных солнечных элементов:
- Стабилизация перехода - непрозрачный электрод - электронно-транспортный слой, повышение относительной стабильности положения точки максимальной мощности при постоянном освещении (спектр 1.5 AM G; 100 мВт/см2) на 34% при использовании слоя максена (5-50) нм между транспортным слоем и электродом в течение 48 часов.
Для n-i-p солнечных элементов:
- Снижение относительного уровня гистерезиса вольт-амперных характеристик на 60% (до индекса величиной менее 0.25) при внедрении слоя максенов на границу гетероперехода с электронно-транспортным слоем ДТС толщиной 5-50 нм.
- Стабилизация перехода - непрозрачный электрод - дырочно-транспортный слой повышение относительной стабильности положения точки максимальной мощности при постоянном освещении (спектр 1.5 AM G; 100 мВт/см2) на 40% при использовании слоя максена (5-50) нм между транспортным слоем и электродом в течении 48 часов.
Гибридные тонкопленочные фотопреобразователи с гетеропереходами и слоями, модифицированными максенами Ti3C2Tx работают в видимом спектре солнечного света 380-780 нм, а также ближней УФ-А области (от 300 нм), изготовленные в p-i-n и n-i-p конфигурации на основе гибридных перовскитов APbX3.
Для p-i-n и n-i-p структур фотопреобразовалетей структур при внедрении максенов на интерфейсе дырочно-транспортный слой - фотопоглощающий перовскитный слой происходит относительное повышение КПД более чем на 15%, за счет увеличения напряжения холостого устройств болеем чем на 10% до величин >1.10 В, а также увеличении фактора заполнения вольтамперных характеристик устройств более чем на 5% (>0.75), за счет снижения токовых шунтирующих утечек и повышении контактного сопротивления, для n-i-p перовскитного солнечного элемента с углеродным электродом в архитектуре относительное повышение КПД происходит более чем на 20% за счет снижение контактного сопротивления при снижении работы выхода углеродного катода на 0.5 эВ (до -4.5 эВ); выходные характеристики устройств (Рмакс при стандартных условиях освещения наземных фотопреобразователей спектр 1.5 AM G, Рпадающая 100 мВт/см2) стабилизированы внедрением тонких слоев максенов (5-50 нм) Ti3C2Tx на границе переходов и контактов для поверхностной пассивации и обеспечения диффузионного барьера: фото поглощающий перовскитный слой APbX3 - электронно-транспортный слой (работа выхода максенов - 4,2-3,8 эВ); катодный электрод - электронно-транспортный слой (работа выхода максенов - 4,7-3,8 эВ); фото поглощающий перовскитный слой APbX3 - дырочно-транспортный слой (работа выхода максенов - 5,5- -4,9 эВ); дырочно-транспортный слой - анод (Работа выхода максенов в диапазоне - 3.8- -4.7 эВ).
Сущность изобретения заключается в том, что КПД и стабильность работы перовскитных солнечных элементов повышается благодаря использованию ультратонких слоев максенов Ti3C2Tx (5-30 нм) на границах гетеропереходов:
- фотопоглощающий перовскитный слой APbX3 - электронно/дырочно-транспортный слой;
- электронно/дырочно-транспортный слой - катодный/анодный электрод.
В результате селективного химического травления прекурсора МАХ-фазы и удаления из него слоя алюминия, поверхность единичных флейков максенов становится терминированной фтор- и кислородсодержащими функциональными группами. В соответствие с первопринципными расчетами, работа выхода электрона для -ОН, -О и -F терминированных максенов, определяется возникающими дипольными моментами за счет переноса заряда между функциональными группами и максенами и изменением общего числа дипольных моментов в результате поверхностной релаксации.
Максены, терминированные -ОН группами характеризуются сверхнизкими значениями работы выхода электрона в пределах от 1,6 до 2,8 эВ, в то время как -О терминированные - высокими значения, в диапазоне от 5,75 до 6,25 эВ.
Средний размер и толщина единичных флейков максенов находятся в пределах 0,5-5 мкм и 1,0-1,5 нм, соответственно, и определяются природой химических реагентов, используемых для селективного травления, и, главным образом, методом деламинирования. Однако, независимо от способа синтеза, точный контроль размеров отдельных частиц является затруднительным. Экспериментально установлено, что применение ультразвуковой обработки позволяет получить менее дефектные единичные флейки среднего размера 1,5-2,5 мкм. Работа выхода электрона максенов состава Ti3C2Tx может изменяться довольно в широком диапазоне путем регулирования химии поверхности. Низкие значения работы выхода электрона (3,9-4,0 эВ) отмечаются для максенов с преобладанием фтор-ионов на поверхности частиц (~20-25 ат.%). При использовании более «мягких» режимов синтеза наблюдается уменьшение количества -F и увеличение -О с постепенным повышением значений работы выхода электрона от 4,2 до 4,6 эВ. Получение максенов с величиной работы выхода электрона в пределах 5,0 эВ и выше может быть достигнуто при снижении концентрации -F на поверхности частиц за счет изменения соотношения реагирующих компонентов, в частности Ti3AlC2:LiF:HCl. В результате селективного химического травления прекурсора МАХ-фазы и удаления из него слоя алюминия, поверхность единичных флейков максенов становится терминированной фтор- и кислородсодержащими функциональными группами. В соответствие с первопринципными расчетами, работа выхода электрона для -ОН, -О и -F терминированных максенов, определяется возникающими дипольными моментами за счет переноса заряда между функциональными группами и максенами и изменением общего числа дипольных моментов в результате поверхностной релаксации. Максены, терминированные -ОН группами характеризуются сверхнизкими значениями работы выхода электрона в пределах от 1,6 до 2,8 эВ, в то время как -О терминированные - высокими значения, в диапазоне от 5,75 до 6,25 эВ.
Исходя из вышеописанного, для внедрения слое максенов в структуру предложенного изобретения были выбраны четыре конфигураций максенов:
Конфигурация 1 - максены для модифицирования гетероперехода фотопоглощающий перовскитный слой APbX3 - электронно-транспортный слой. Работы выхода максенов в диапазоне - 3.8--4.2 эВ;
Конфигурация 2 - максены для модифицирования гетероперехода фотопоглощающий перовскитный слой APbX3 – дырочно-транспортный слой. Работы выхода максенов в диапазоне -4.9--5.5 эВ;
Конфигурация 3 - максены для модифицирования контакта электронно-траснпортный слой - электрод. Работы выхода максенов в диапазон - 3.8- -4.7 эВ;
Конфигурация 4 - максены для модифицирования контакта дырочно-траснпортный слой - электрод. Работы выхода максенов в диапазон - 4.7- -5.5 эВ.
Повышение стабильности работы фотопреобразователей происходит за счет снижения уровня диффузии металлов непрозрачных электродов, ионов катионов, продуктов разложения APbX3 перовскита (к примеру ионов -I, кислоты HI, солей свинца и пр.) при использовании тонких (5-50 нм), диффузионно-барьерных (буферных) слоев Ti3C2Tx, а также благодаря их химической и электрохимической стабильности в условиях передачи заряда при работе фотопреобразователя.
Также использование переходных слоев максенов Ti3C2Tx (5-50 нм) позволяет осуществить пассивацию поверхности на границе гетероперехода фотоактивного перовскитного слоя и транспортных слоев, благодаря чему существенно снижается концентрация аккумулированных дефектов вакансий (катионов и анионов перовскита), паразитных емкостей и, в результате, снижается величина гистерезиса в вольтамперных характеристиках (до индекса величиной менее 0.25), которая негативно влияет на максимальную мощность перовскитных солнечных элементов.
Внедрение переходного слоя Ti3C2Tx (5-50 нм) на границе раздела перехода электронно- транспортный слой (представленный полимерными или фуллереновыми акцепторами, оксидами металлов SnO2; ZnO; TiO2; ZrO2) - электрод (металлы Ag; Cu, Al, керамические материалы (ITO (оксид индия легированный оловом In2O3:Sn); FTO (оксид олова легированный фтором SnO2:F); AZO (оксид цинка легированный алюминием ZnO:Al); IZO (оксид индия легированный цинком In2O3:Zn); BZO (оксид цинка легированный бором ZnO:B)) позволяет эффективно выровнять энергетические уровни, соответствующие зоне проводимости (или низшей вакантной молекулярной орбитали) транспортного слоя и работе выхода металла обеспечивая омичность контакта, отсутствие потенциальных барьеров (контакта Шоттки) и энергетических потерь вызванных несоответствием положением уровней (~0.2-0.3 эВ), за счет уникально малой величины работы выхода материала Ti3C2 (Wf<2.0 эВ).
Существенное изменение работы выхода углеродного электрода (Wf=0.5 эВ) на величину более 0.1 - (≥0.3) эВ, при внедрении Ti3C2 в различной весовой концентрации позволяет использовать композитный материал в качестве анода или катода для сборок дырок и электронов соответственно для n-i-p и p-i-n структур.
Фотоактивный слой 1 с молекулярной формулой АВХ3 может быть выполнен из целого ряда модификаций гибридных перовскитов, где катион А может быть представлен органическими (метил аммоний CH3NH3; формамиддин CH5N2; гуанидин CH6N3.) и неорганическими соединениями (Cs и др.), анион В может быть представлен элементами ряда Pb, Sn, AgBi; анион X - галогенидами ряда I, Br, Cl с толщиной от 100 до 800 нм в зависимости от назначения фотопреобразователя. Слой 1 может быть нанесен жидкостными (метод центрифугирования; спреевое нанесение, скальпельная или слот матричная печать) или вакуумными методами (термо резистивное испарение).
Дырочно-транспортные слои (ДТС) 2 в структуре фотопреобразователя могут быть выполнены из материалов ряда оксидов металлов (NiO, CuO, Cu2O, МоОх, Nb2O5, WO3, СоО оксид графена), сульфидами металлов (MoS2, WS2), органическими полупроводниками (PEDOT:PSS; Р3НТ; PCDTBT; РТАА; Spiro-Ometad; CuPc, PANI и пр), неорганическими солями металлов (CuSCN; CuI и пр.) с толщиной от 5 до 100 нм в зависимости от назначения фотопреобразователя. Слой 2 может быть нанесен жидкостными (метод центрифугирования; спреевое нанесение, скальпельная, слот матричная или струйная печать) или вакуумными методами (термо резистивное испарение, магнетронное испарение).
Электронно транспортные слои (ЭТС) 3 в структуре фотопреобразователя могут быть выполнены из материалов ряда оксидов металлов (SnO2; ZnO; TiO2; ZrO2), сульфидами металлов (MoS2, CdS), органическими полупроводниками (С60/С70 и их производные, ITIC и его производные, соединения на основе перилена) с толщиной от 5 до 200 нм в зависимости от назначения фотопреобразователя. Слой 3 может быть нанесен жидкостными (метод центрифугирования; спреевое нанесение, скальпельная, слот матричная или струйная печать) или вакуумными методами (термо-резистивное испарение, магнетронное испарение).
Прозрачные электроды 4,6 (катод или анод в зависимости от ориентации архитектуры) могут быть выполнены из материалов ряда ITO (оксид индия легированный оловом In2O3:Sn); FTO (оксид олова легированный фтором SnO2:F); AZO (оксид цинка легированный алюминием ZnO:Al); IZO (оксид индия легированный цинком In2O3Zn); BZO (оксид цинка легированный бором ZnO:B), углеродные нанотрубки; металлические нанопроволки, сильно легированный PEDOT:PSS. с толщиной от 100 до 750 нм в зависимости от назначения фотопреобразователя. Слой 4,6 может быть нанесен жидкостными метод центрифугирования; спреевое нанесение, скальпельная, слот матричная или струйная печать) или вакуумными методами (терморезистивное испарение, магнетронное испарение, эпитаксиальное нанесение).
Непрозрачные электроды 5,7 (анод или катод в зависимости от ориентации архитектуры) могут быть выполнены из материалов ряда Ag, Au, Cu, Al, С углеродные нанотрубки и нанесены вакуумными методами (терморезистивное испарение, магнетронное напыление для металлов Ag, Au, Cu, Al) с толщиной до 200 нм для металлов и жидкостными методами печати углеродного электрода (скальпельная, слот матричная печать) с толщиной до 2.5 мкм.
Структуры устройств выполняются на стеклянных, кварцевых подложках толщиной от 50 мкм до 3.2 мм с барьерным слоем SiO2, а также пластиковых подложках ПЭТ, ПЭН, майлар толщиной от 50 мкм до 750 мкм.
Ti3C2Tx получен методом селективного химического травления алюминия из тонкодисперсного прекурсора МАХ-фазы Ti3AlC2. В качестве химического агента использовались фторид лития (LiF) и 6М раствор соляной кислоты при молярном соотношении Ti3AlC2 : LiF : HCl равном 1:7,5:25. Химическое травление осуществлялось при постоянном перемешивании раствора на магнитной мешалке со скоростью 200 об/мин в течение 24 ч при температуре 35°С. После окончания процесса травления полученный раствор подвергался многократной отмывке от продуктов реакций до достижения близких к нейтральному значений рН, последующим стадиям фильтрования и вакуумной сушке полученного осадка в течение 24 ч при 80°С. Для получения стабильной суспензии максенов полученный порошок добавлялся в соответствующий растворитель согласно заданной концентрации и далее подвергался обработке в ультразвуковой ванне в течение 1 ч.
Принцип работы фотопреобразователя описан далее. Свет с длиной волны в пределах от ближнего УФ (λ=300 нм) - видимая область до ближнего ИК (λ=800 нм), падает на фотопреобразователь, проходит сквозь прозрачный электрод и транспортный слой с минимальными потерями паразитного поглощения и отражения после чего, поглощается в фотоактивном слое гибридного перовскита с молекулярной формулой АВХ3. При поглощении фотонов света в фотоактивном слоем гибридного перовскита возникают электрон-дырочные пары - экситоны, имеющие энергию связи порядка 40-50 мэВ и практически беспрепятственно распадаются на свободные носители заряда при возникновении электрического поля в объеме устройства, вызванного разницей квазиуровней Ферми на гетеропереходах фотопоглощающего слоя с электронно- и дырочно-транспортными слоями. При приложении положительного потенциала смещения и соответствующей внешней электронной нагрузки устройство начинает вырабатывать мощность в соответствии с уравнением фототока для солнечных элементов по диодной модели, представленным в соотношении
где J - плотность тока на контактах устройства, мА/см2;
JL - плотность тока фотогенерации при поглощении фотонов света, мА/см2;
J01 - плотность тока обратного насыщения для первого перехода в устройстве, мА/см2;
J02 - плотность тока обратного насыщения для второго перехода в устройстве, мА/см2;
V- приложенное внешнее смещение, В;
Rs - контактное сопротивление, Ом⋅см2;
Rshunt - шунтирующее сопротивление, Ом⋅см2.
Максимальное вырабатываемой мощности фотопреобразователя, определяется фактором заполнения вольтамперной характеристики, рассчитываемом в соотношении
где Jмакс - плотность тока в устройстве при котором произведение с приложенным поенциалом дает максимальную мощность, мА/см2;
Vмакс - смещение потенциала в устройстве при котором произведение с фототоком Jмакс дает максимальную мощность, мА/см2;
Jкз - плотность тока короткого замыкания, максимальная плотность тока в устройстве при отсутствии приложенного потенциала, мА/см2;
Vxx - напряжение холостого хода, максимальная напряжение в устройстве при отсутствии протекающего фототока, В.
Коэффициент полезного действия в устройстве, соответственно, рассчитывается в соотношении
где Рпадающего света - плотность мощности падающего света на единицу площади мВт/см2.
В данном изобретении новые материалы на основе максенов используются на границе гетеропереходов и электродных контактах. Максены - это новые и уникальные 2D-материалы, которые были успешно синтезированы методом селективного химического травления. Максены характеризуются превосходными свойствами, такими как высокая электронная проводимость (2000-6000 Cм/см), химическая стабильность к большинству окислителей, наличие гидрофильной поверхности, высокая поверхностная энергия, благодаря которой они нашли свое применение во многих направлениях (литий-ионные батареи, конденсаторы, газо- и биодатчики, экранирование электромагнитных помех и т д.). Тем не менее, максены могут изменять работу выхода от 1,6 эВ до 6,5 эВ в соответствии с теоретическими расчетами. Значение работы выхода можно контролировать, выбирая подходящий переходный металл, а также химию поверхности. Во время синтеза максены их поверхность функционализирована преимущественно функциональными группами О, ОН и F, что приводит к изменению электростатического потенциала вблизи поверхностей и влияет на электронную структуру, в частности, приводит к сдвигу уровня Ферми.
Регулируемая работа выхода максенов с широким диапазоном позволяет управлять высотой барьера переходов путем контроля химии и функциональных групп Максены, и позволяет рассматривать новые 2D-структуры для применения в перовскитных солнечных элементах.
Далее представлены три примера реализации предлагаемого изобретения перовскитных солнечных элементов для стабилизации и улучшения сбора зарядов на переходах с использованием максенов, описанных ранее (конфигурации 1-4):
- фотопоглощающий перовскитный слой APbX3 - электронно/дырочно-транспортный слой;
- электронно /дырочно-транспортный слой - катодный/анодный электрод;
- внедрению максенов в объем электродов для легирования и эффективного снижения работы выхода для достижения омичности контактов и повышения проводимости.
Первый пример реализации предлагаемого изобретения описывает структуру устройства для стабилизации работы и улучшения сбора зарядов на переходе фотопоглощающий перовскитный слой APbX3 - электронно транспортный слой. Перовскитный солнечный элемент изготавливается в p-i-n конфигурации с применением жидкостных методов нанесения - центрифугирования (вращения подожки) на стеклянной подложке (2.2 мм) с прозрачным проводящим электродом FTO (ρповерхностное<15 Ом/кв). Дырочно транспортный слой выполнен из широкозонного материала NiO толщиной 10 нм. В качестве фотоактивного слоя (толщина 500 нм) используется метало -органический перовскит с молекулярной формулой CH3NH3PbI3, в качестве электронно-транспортного слоя - производное фуллерена РС61ВМ (50 нм). Непрозрачный серебряный электрод нанесен методом терморезистивного напыления в вакууме. Для предотвращения диффузии катионнных ионов CH3NH3 + к катоду, а также электрохимической реакции на границе фотоактивного слоя и ЭТС, слой максена Ti3C2Tx (Конфигурация 1. Работа выхода максенов в диапазоне - 3.8- -4.2 эВ; толщина слоя 5-50 нм) наносится из органозоля на поверхность перовскитного слоя CH3NH3PbI3 перед нанесением ЭТС, выполняя роль диффузионно барьерного слоя.
Второй пример реализации предлагаемого изобретения описывает структуру устройства для стабилизации и улучшения сбора зарядов на переходе электронно транспортный слой - катод. Перовскитный солнечный элемент изготавливается в p-i-n конфигурации с применением жидкостных методов нанесения - центрифугирования (вращения подожки) на стеклянной подложке (2.2 мм) с прозрачным проводящим электродом FTO (ρповерхностное<15 Ом/кв). Дырочно транспортный слой выполнен из широкозонного материала NiO толщиной 10 нм. В качестве фотоактивного слоя (толщина 500 нм) используется метало-органический перовскит с молекулярной формулой CH3NH3PbI3, в качестве электронно-транспортного слоя - производное фуллерена РС61ВМ (50 нм). Непрозрачный серебряный электрод нанесен методом терморезистивного напыления в вакууме. Для предотвращения диффузии серебра в объем устройства, а также реакции окисления серебра йодом, мигрирующим из фотоактивного слоя на поверхность слоя ЭТС из органозоля наносится слой максена Ti3C2Tx (Конфигурация 3. Работа выхода максенов в диапазоне -3.8-4.2 эВ; толщина слоя 5-50 нм) перед напылением катода, выполняя роль диффузионно барьерного слоя, также эффективно повышая омичность контактов.
Третий пример реализации предлагаемого изобретения описывает структуру устройства для стабилизации и улучшения сбора зарядов на переходе дырочно-транспортный слой - анод. Перовскитный солнечный элемент изготавливается в p-i-n конфигурации с применением жидкостных методов нанесения - центрифугирования (вращения подожки) на стеклянной подложке (1.1 мм) с прозрачным проводящим электродом ITO (ρповерхностное<15 Ом/кв). Дырочно-транспортный слой выполнен из широкозонного органического полупроводника PEDOT:PSS толщиной 60 нм. В качестве фотоактивного слоя (толщина 500 нм) используется метало-органический перовскит с молекулярной формулой CH3NH3PbI3, в качестве электронно-транспортного слоя - производное фуллерена РС61ВМ (50 нм). Непрозрачный серебряный электрод нанесен методом терморезистивного напыления в вакууме. Для предотвращения диффузии In из электрода ITO в объем устройства, а также химического травления электрода PSS составляющей органического полупроводника, поверхность слоя анода ITO из органозоля наносится слой максена Ti3C2Tx (Конфигурация 4. Работа выхода максенов в диапазон -4.7- -5.5 эВ), выполняя роль диффузионно барьерного слоя, а также химически нейтрального буфера.
Далее представлены основные технологические операции изготовления гибридного тонкопленочного фотопреобразователя.
а) Синтез маскена Ti3C2Tx происходит методом селективного химического травления алюминия из тонко дисперсного прекурсора МАХ-фазы Ti3AlC2. В качестве химического агента использовались фторид лития (LiF) и 6М раствор соляной кислоты при молярном соотношении Ti3AlC2 : LiF : HCl равном 1:7,5:25. Химическое травление осуществлялось при постоянном перемешивании раствора на магнитной мешалке со скоростью 200 об/мин в течение 24 ч при температуре 35°С. После окончания процесса травления полученный раствор подвергался многократной отмывке от продуктов реакций до достижения близких к нейтральным значениям рН, последующим стадиям фильтрования и вакуумной сушке полученного осадка в течение 24 ч при 80°С. Для получения стабильной суспензии максенов полученный порошок добавлялся в соответствующий растворитель согласно заданной концентрации и далее подвергался обработке в ультразвуковой ванне в течение 1 ч.
б) Органозоль максена для нанесения на границы гетеропереходов и контактов с электродами (для примеров 1-3) изготавливается путем диспергирования в обезвоженном изопропаноле в концентрации 0,01-1% масс. Нанесение слоев толщиной 5-50 нм происходило методом центрифугирования при режиме 500 об/мин - 5 секунд далее 2500 об/мин - 25 секунд и сушке при 50°С в течении 5 минут.
в) Формирования дырочно-транспортного слоя NiO происходит при нанесении прекурсора трис этилен диамина ацетата никеля (1М в этиленгликоле) методом центрифугирования при скорости 3000 об/мин в течении 60 с. Отжиг слоя происходит в течении 60 мин при температуре 300°С.
г) Формирование перовскитного фотопоглощающего слоя CH3NH3PbI3 для p-i-n конфигураций (для примеров 1-3) происходит методом инженерии растворов. 1.5 молярный раствор метил амин йода и иодида свинца в диметилфорамиде наносится на подложку с поверхность ДТС NiO при 5000 об/мин в течение 30 секунд, на 5 секунде процесса 200 мкл обезвоженного толуола сбрасывается на подложку с мокрым слоем для индуцирования кристаллизации CH3NH3PbI3. Полностью кристаллизация проводиться при отжиге при 100°С в течении 10 минут.
д) Формирование ЭТС для p-i-n конфигураций устройства происходит методом центрифугирования. Предварительно производное фуллерена РС61ВМ растворяется в обезвоженном хлорбензоле в концентрации 20 мг/мл. Раствор наносится на слой перовскита или предварительно нанесенному слой максенов методом центрифугирования при 1500 об/мин в течении 30 секунд. Отжиг слоя происходит при 50°С в течении 5 минут.
е) Нанесение непрозрачного электрода - серебра (для примеров 1-3) происходит методом терморезистивного напыления в вакууме при давлении 2*10-6 Торр через контактную маску. Толщина напыленного металла не менее 100 нм.
ж) Формирование TiO2 ЭТС (для примера 4) происходит по следующему маршруту.
Компактный слой TiO2 осаждается на FTO-подложку путем центрифугирования (золь-гель) дисперсии изопропоксида титана в абсолютном этаноле в течение 30 с при 3000 об/мин. Коллоидную дисперсию получали путем добавления по каплям 2,5 мл раствора 2 М HCl в этаноле в раствор 350 мкл изопропоксида титана в 2,5 мл этанола при перемешивании. Когда дисперсия стала ясной, она была готова к использованию. После сушки подложки при 100°С в течение 10 мин происходит спекание при 500°С в течение 20 мин. На следующем этапе слой мезопористого TiO2 толщиной 400 нм, изготовленный из ацетил ацетоната титана, был напечатан на компактном слое и высушен при 100°С в течение 10 мин с последующим спеканием при 500°С в течение 20 мин. Затем изолирующий слой мезопористого ZrO2 толщиной 1,7 мкм наносился на верхнюю часть мезопористого слоя TiO2 методом трафаретной печати, последующей сушки при 125°С, и спекании при 450°С в течение 20 минут.
з) Формирование углеродного электрода для фотопреобразователей представленных в примерах 4,5 происходит по следующему маршруту.
Слой мезопористого углерода толщиной 25 мкм печатался графитовой пастой (размер частиц 20 мкм) сверху с помощью скальпельной печати и спекался при 400°С в течение 30 минут. Графитовая паста изготавливалась при размешивании в 50 масс % графитной пудры в терпиеноле (50%), этил целлюлозе (40%) и абсолютном этаноле (10%) в агатной ступке.
Claims (13)
1. Гибридный тонкопленочный фотопреобразователь, содержащий прозрачную подложку, на которую последовательно нанесены прозрачный электрод и фотоактивный слой, расположенный между транспортными селективнопроводящими слоями р и n типа проводимости, на верхнем из которых размещен непрозрачный электрод, при этом фотоактивный слой выполнен из гибридных перовскитов АРbХ3, где:
-А - органические или неорганические катионы вида (CH3NH3 +; CH5N2 +; Cs+; CH6N3 +; (NH3)BuCО2H+).
- Х3 - галогенидные элементы ряда 1; Вr; Сl,
а на всех границах гетеропереходов и на границах металл-полупроводник расположены слои максенов Ti3C2Tx, толщиной 5-50 нм,
где: Тх - функциональные группы, которыми терминирована поверхность двумерных материалов, Тх=О-, ОН-, F-.
2. Фотопреобразователь по п. 1, в котором подложка выполнена из стекла или кварца или пластика.
3. Фотопреобразователь по п. 1, в котором толщина подложки равна 50-750 мкм.
4. Фотопреобразователь по п. 1, в котором непрозрачный электрод выполнен из Ag или Cu или Аl или керамического материала или углеродных нанотрубок.
5. Фотопреобразователь по п. 1, в котором в качестве максенов используют Тi3С2Тх, где Тх преимущественно 55-60% представлен F- с работой выхода - 4,2-3,8 эВ.
6. Фотопреобразователь по п. 1, в котором в качестве максенов используют Тi3С2Тx; где Тх преимущественно 65-70% представлен смесью О- и ОН- с работой выхода - 5,5-4,9 эВ.
7. Фотопреобразователь по п. 1, в котором в качестве максенов используют Тi3С2Тх, где Тх преимущественно 70-75% представлен О- и F- с работой выхода - 4,7-3,8 эВ.
8. Фотопреобразователь по п. 1, в котором в качестве максенов используют Ti3C2Nx, где Тх преимущественно 55-60% представлен О- с работой выхода - 5,5-4,7 эВ.
9. Фотопреобразователь по п. 1, в котором в качестве максенов используют Тi3С2Тх, где Тх преимущественно 45-50% представлен ОН- с работой выхода - 4,0-1,8 эВ.
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018146146A RU2694086C1 (ru) | 2018-12-25 | 2018-12-25 | Гибридный фотопреобразователь, модифицированный максенами |
| KR1020207033777A KR102595057B1 (ko) | 2018-12-25 | 2019-09-20 | 멕신-변형 하이브리드 광변환기 |
| US17/056,869 US20210313120A1 (en) | 2018-12-25 | 2019-09-20 | MXene-Modified Hybrid Photoconverter |
| PCT/RU2019/000661 WO2020139131A1 (en) | 2018-12-25 | 2019-09-20 | Mxene-modified hybrid photoconverter |
| EP19903621.1A EP3903361A4 (en) | 2018-12-25 | 2019-09-20 | MXENE MODIFIED HYBRID PHOTOCONVERTER |
| JP2020564898A JP2022519403A (ja) | 2018-12-25 | 2019-09-20 | ＭＸｅｎｅ改質ハイブリッド光変換器 |
| CN201980034403.9A CN112204764A (zh) | 2018-12-25 | 2019-09-20 | MXene改进型混合光电转换器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018146146A RU2694086C1 (ru) | 2018-12-25 | 2018-12-25 | Гибридный фотопреобразователь, модифицированный максенами |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2694086C1 true RU2694086C1 (ru) | 2019-07-09 |
Family
ID=67251913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018146146A RU2694086C1 (ru) | 2018-12-25 | 2018-12-25 | Гибридный фотопреобразователь, модифицированный максенами |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20210313120A1 (ru) |
| EP (1) | EP3903361A4 (ru) |
| JP (1) | JP2022519403A (ru) |
| KR (1) | KR102595057B1 (ru) |
| CN (1) | CN112204764A (ru) |
| RU (1) | RU2694086C1 (ru) |
| WO (1) | WO2020139131A1 (ru) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110635027A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-12-31 | 深圳大学 | 一种基于MXene电极的半导体器件及其制备方法 |
| CN110828671A (zh) * | 2019-11-30 | 2020-02-21 | 华南理工大学 | 一种有机-无机阴极修饰层材料的有机太阳能电池及其制备方法 |
| CN110931643A (zh) * | 2019-11-30 | 2020-03-27 | 华南理工大学 | 一种Ti3C2Tx掺杂ZnO为阴极修饰层材料的有机太阳能电池及其制备方法 |
| CN110970563A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-04-07 | 安徽大学 | 一种多维异质结导电网状复合薄膜、制备方法及钙钛矿太阳能电池 |
| CN113299834A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-08-24 | 西北工业大学 | 基于纳米管复合结构的自驱动宽波段光电探测器 |
| CN113725357A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-11-30 | 南京邮电大学 | 一种忆阻器及其制备方法 |
| RU2764711C1 (ru) * | 2021-06-17 | 2022-01-19 | Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования "Сколковский институт науки и технологий" (Сколковский институт науки и технологий) | Электрон-селективный слой на основе оксида индия, легированного алюминием, способ его изготовления и фотовольтаическое устройство на его основе |
| RU2775160C1 (ru) * | 2021-11-16 | 2022-06-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ получения полупроводниковых тонкопленочных фотопреобразователей на основе галогенидных перовскитов |
| WO2023091046A1 (en) * | 2021-11-16 | 2023-05-25 | National University Of Science And Technology "Misis" | Method of fabricating thin-film semiconductor photovoltaic converters |
| CN117729826A (zh) * | 2023-12-08 | 2024-03-19 | 安徽大学 | 一种MXene掺杂的钙钛矿单晶及其同质结光电探测器制备方法 |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112159605A (zh) * | 2020-09-09 | 2021-01-01 | 苏州北科纳米科技有限公司 | 一种基于熔盐法制备mxene材料的方法及应用 |
| US20240237370A9 (en) * | 2021-02-12 | 2024-07-11 | First Solar, Inc. | Materials and Methods for Hole Transport Layers in Perovskite Photovoltaic Devices |
| US20220359779A1 (en) * | 2021-02-26 | 2022-11-10 | New York University | Photovoltaic Devices and Methods of Making the Same |
| CN113097337A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-07-09 | 中国科学院半导体研究所 | 二维Te纳米片柔性透明近红外光电探测器及制备方法 |
| KR20220140903A (ko) * | 2021-04-08 | 2022-10-19 | 삼성디스플레이 주식회사 | 발광 소자 및 이를 포함하는 전자 장치 |
| CN113161442B (zh) * | 2021-04-22 | 2022-10-14 | 合肥工业大学 | 一种硅肖特基结线阵列近红外光电探测器 |
| CN115259874B (zh) * | 2021-04-29 | 2023-11-17 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 增韧、导电MXene-氧化锆复合陶瓷及其制备方法 |
| CN113471365B (zh) * | 2021-05-13 | 2023-10-27 | 中国计量大学 | 近红外有机范德华异质结光敏场效应晶体管及其制备方法 |
| CN113300665B (zh) * | 2021-05-24 | 2022-04-15 | 安徽大学 | 一种光子增强的柔性光热电材料及其制备与应用 |
| CN113401904B (zh) * | 2021-05-25 | 2023-08-01 | 西安交通大学 | 氧原子原位掺杂MAX相和原位掺杂MXene柔性膜电极材料及其制备方法和应用 |
| CN113299436A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-24 | 福建师范大学 | 一种MXene/ITO复合透明导电薄膜的制备方法 |
| CN115528183A (zh) * | 2021-06-24 | 2022-12-27 | Tcl科技集团股份有限公司 | 一种量子点发光二极管及其制备方法和显示屏 |
| CN113754873B (zh) * | 2021-08-05 | 2022-12-16 | 浙江恒逸石化有限公司 | 一种二维复合钛系非均相聚酯催化剂的制备方法及其应用 |
| CN113698585B (zh) * | 2021-08-13 | 2023-04-28 | 浙江恒逸石化研究院有限公司 | 一种可生物降解的乙交酯-(脂环族-co-芳香族)-乙交酯嵌段共聚酯的制备方法 |
| CN113830769B (zh) * | 2021-09-22 | 2023-07-04 | 同济大学 | 基于碳化钒与二硫化钼的非线性纳米杂化材料及制备方法 |
| CN114497391B (zh) * | 2022-01-13 | 2023-04-07 | 电子科技大学 | 一种光电探测器的制备方法 |
| CN114497392A (zh) * | 2022-01-13 | 2022-05-13 | 电子科技大学 | 一种x射线探测器的制备方法 |
| CN114824097B (zh) * | 2022-04-15 | 2023-03-24 | 桂林电子科技大学 | 一种含有缓冲层的钙钛矿太阳电池及其制备方法 |
| CN114864745A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-08-05 | 中国科学院半导体研究所 | 光电探测器的制备方法 |
| CN115074086B (zh) * | 2022-07-14 | 2024-02-20 | 西北工业大学 | 一种Zn-MOFs衍生的ZnO/C/Ti3C2复合吸波材料及其制备方法 |
| WO2024070628A1 (ja) * | 2022-09-29 | 2024-04-04 | 株式会社村田製作所 | 接合構造体とその製造方法、はんだ接合用導電性部材、およびはんだ接合用構造体 |
| CN115650234B (zh) * | 2022-11-15 | 2024-03-26 | 广东工业大学 | 一种异质结可饱和吸收体的制备方法及其在脉冲光纤激光器中的应用 |
| CN115991597B (zh) * | 2023-03-22 | 2023-06-13 | 北京利尔高温材料股份有限公司 | 一种溶胶结合炉缸自流浇注料 |
| CN116462198B (zh) * | 2023-04-14 | 2024-04-23 | 同济大学 | 富勒烯共价功能化少层碳化钛MXene非线性光学纳米杂化材料及其合成与应用 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104393177A (zh) * | 2014-10-24 | 2015-03-04 | 姚冀众 | 基于钙钛矿相有机金属卤化物的太阳能电池及其制备方法 |
| US20160359119A1 (en) * | 2015-06-04 | 2016-12-08 | Panasonic Corporation | Perovskite solar cell |
| US20170018371A1 (en) * | 2015-07-14 | 2017-01-19 | Panasonic Corporation | Perovskite solar cell |
| RU2645221C1 (ru) * | 2016-09-30 | 2018-02-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Перовскитная солнечная ячейка и способ ее изготовления |
| CN108470835A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-08-31 | 大连理工大学 | 基于二维过渡金属碳化物或氮化物的钙钛矿太阳能电池及其制备方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015107881A (ja) * | 2013-11-26 | 2015-06-11 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 機械的信頼性の高い熱電ナノ複合材料及びその製造方法 |
| CN104124295A (zh) * | 2014-08-12 | 2014-10-29 | 中国乐凯集团有限公司 | 一种平面异质结钙钛矿太阳能电池及其制备方法 |
| CN107001051B (zh) * | 2014-09-25 | 2020-02-07 | 德雷塞尔大学 | 表现出新的电学和光学特性的MXene材料的物理形式 |
| CN106206950A (zh) * | 2015-05-25 | 2016-12-07 | 松下电器产业株式会社 | 太阳能电池以及太阳能电池模块 |
| CN105336862B (zh) * | 2015-09-28 | 2017-11-03 | 湘潭大学 | 一种整体堆叠双结钙钛矿太阳能电池及其制备方法 |
| CN105161743B (zh) * | 2015-10-14 | 2018-01-30 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种高温固态燃料电池的阳极以及电池堆单元 |
| KR101873240B1 (ko) * | 2017-03-30 | 2018-07-02 | 가천대학교 산학협력단 | 페로브스카이트 태양전지 및 그 제조방법 |
| CN108217608A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-29 | 中国科学院化学研究所 | 二维材料纳米卷及其制备方法和应用 |
-
2018
- 2018-12-25 RU RU2018146146A patent/RU2694086C1/ru active
-
2019
- 2019-09-20 KR KR1020207033777A patent/KR102595057B1/ko active IP Right Grant
- 2019-09-20 WO PCT/RU2019/000661 patent/WO2020139131A1/en unknown
- 2019-09-20 JP JP2020564898A patent/JP2022519403A/ja active Pending
- 2019-09-20 US US17/056,869 patent/US20210313120A1/en not_active Abandoned
- 2019-09-20 EP EP19903621.1A patent/EP3903361A4/en active Pending
- 2019-09-20 CN CN201980034403.9A patent/CN112204764A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104393177A (zh) * | 2014-10-24 | 2015-03-04 | 姚冀众 | 基于钙钛矿相有机金属卤化物的太阳能电池及其制备方法 |
| US20160359119A1 (en) * | 2015-06-04 | 2016-12-08 | Panasonic Corporation | Perovskite solar cell |
| US20170018371A1 (en) * | 2015-07-14 | 2017-01-19 | Panasonic Corporation | Perovskite solar cell |
| RU2645221C1 (ru) * | 2016-09-30 | 2018-02-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Перовскитная солнечная ячейка и способ ее изготовления |
| CN108470835A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-08-31 | 大连理工大学 | 基于二维过渡金属碳化物或氮化物的钙钛矿太阳能电池及其制备方法 |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110635027A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-12-31 | 深圳大学 | 一种基于MXene电极的半导体器件及其制备方法 |
| CN110931643B (zh) * | 2019-11-30 | 2022-03-29 | 华南理工大学 | 一种Ti3C2Tx掺杂ZnO为阴极修饰层材料的有机太阳能电池及其制备方法 |
| CN110828671B (zh) * | 2019-11-30 | 2021-08-06 | 华南理工大学 | 一种有机-无机阴极修饰层材料的有机太阳能电池及其制备方法 |
| CN110828671A (zh) * | 2019-11-30 | 2020-02-21 | 华南理工大学 | 一种有机-无机阴极修饰层材料的有机太阳能电池及其制备方法 |
| CN110931643A (zh) * | 2019-11-30 | 2020-03-27 | 华南理工大学 | 一种Ti3C2Tx掺杂ZnO为阴极修饰层材料的有机太阳能电池及其制备方法 |
| CN110970563A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-04-07 | 安徽大学 | 一种多维异质结导电网状复合薄膜、制备方法及钙钛矿太阳能电池 |
| CN110970563B (zh) * | 2019-12-16 | 2022-08-30 | 安徽大学 | 一种多维异质结导电网状复合薄膜、制备方法及钙钛矿太阳能电池 |
| RU2786055C2 (ru) * | 2021-02-18 | 2022-12-16 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Федеральный Исследовательский Центр Проблем Химической Физики И Медицинской Химии Российской Академии Наук (Фиц Пхф И Мх Ран) | Фотовольтаическое устройство с электрон-селективным слоем на основе оксида вольфрама и способ изготовления этого устройства |
| CN113299834A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-08-24 | 西北工业大学 | 基于纳米管复合结构的自驱动宽波段光电探测器 |
| RU2764711C1 (ru) * | 2021-06-17 | 2022-01-19 | Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования "Сколковский институт науки и технологий" (Сколковский институт науки и технологий) | Электрон-селективный слой на основе оксида индия, легированного алюминием, способ его изготовления и фотовольтаическое устройство на его основе |
| CN113725357A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-11-30 | 南京邮电大学 | 一种忆阻器及其制备方法 |
| CN113725357B (zh) * | 2021-08-17 | 2023-11-14 | 南京邮电大学 | 一种忆阻器及其制备方法 |
| RU2775160C1 (ru) * | 2021-11-16 | 2022-06-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ получения полупроводниковых тонкопленочных фотопреобразователей на основе галогенидных перовскитов |
| WO2023091046A1 (en) * | 2021-11-16 | 2023-05-25 | National University Of Science And Technology "Misis" | Method of fabricating thin-film semiconductor photovoltaic converters |
| RU2783365C1 (ru) * | 2022-03-10 | 2022-11-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | СЛОЙ ТОПОЛОГИЧЕСКОГО ИЗОЛЯТОРА Pb1-хSnхTe:In НА КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОДЛОЖКЕ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ |
| CN117729826A (zh) * | 2023-12-08 | 2024-03-19 | 安徽大学 | 一种MXene掺杂的钙钛矿单晶及其同质结光电探测器制备方法 |
| CN117729826B (zh) * | 2023-12-08 | 2024-05-28 | 安徽大学 | 一种MXene掺杂的钙钛矿单晶及其同质结光电探测器制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102595057B1 (ko) | 2023-10-26 |
| CN112204764A (zh) | 2021-01-08 |
| JP2022519403A (ja) | 2022-03-24 |
| EP3903361A1 (en) | 2021-11-03 |
| EP3903361A4 (en) | 2022-10-12 |
| US20210313120A1 (en) | 2021-10-07 |
| WO2020139131A1 (en) | 2020-07-02 |
| KR20210107529A (ko) | 2021-09-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2694086C1 (ru) | Гибридный фотопреобразователь, модифицированный максенами | |
| Halvani Anaraki et al. | Low-temperature Nb-doped SnO2 electron-selective contact yields over 20% efficiency in planar perovskite solar cells | |
| Zhao et al. | Numerical simulation of planar heterojunction perovskite solar cells based on SnO2 electron transport layer | |
| Chen et al. | Inorganic hole transporting materials for stable and high efficiency perovskite solar cells | |
| Chatterjee et al. | Introducing Cu2O thin films as a hole-transport layer in efficient planar perovskite solar cell structures | |
| Li et al. | Carbon quantum dots/TiO x electron transport layer boosts efficiency of planar heterojunction perovskite solar cells to 19% | |
| Zhao et al. | Solution chemistry engineering toward high-efficiency perovskite solar cells | |
| Rhee et al. | A perspective of mesoscopic solar cells based on metal chalcogenide quantum dots and organometal-halide perovskites | |
| Dong et al. | Defect passivation by fullerene derivative in perovskite solar cells with aluminum-doped zinc oxide as electron transporting layer | |
| Li et al. | Low-temperature-processed amorphous Bi2S3 film as an inorganic electron transport layer for perovskite solar cells | |
| Wang et al. | Interface engineering of high-performance perovskite photodetectors based on PVP/SnO2 electron transport layer | |
| EP3565015A1 (en) | Solar cell, light-absorbing layer, and method for forming light-absorbing layer | |
| Mohamadkhani et al. | Improvement of planar perovskite solar cells by using solution processed SnO2/CdS as electron transport layer | |
| US20070012356A1 (en) | Process for the production of thin layers, preferably for a photovoltaic cell | |
| Eze et al. | Enhanced inorganic CsPbIBr2 perovskite film for a sensitive and rapid response self-powered photodetector | |
| Li et al. | Grain size and interface modification via cesium carbonate post-treatment for efficient SnO2-based planar perovskite solar cells | |
| TW201607092A (zh) | 有機－無機串疊型太陽能電池 | |
| Fan et al. | Delayed annealing treatment for high-quality CuSCN: exploring its impact on bifacial semitransparent nip planar perovskite solar cells | |
| Xu et al. | Simultaneous passivation of the SnO2/perovskite interface and perovskite absorber layer in perovskite solar cells using KF surface treatment | |
| Zhang et al. | Toward high-performance electron/hole-transporting-layer-free, self-powered CsPbIBr2 photodetectors via interfacial engineering | |
| Tao et al. | Polyoxometalate doped tin oxide as electron transport layer for low cost, hole-transport-material-free perovskite solar cells | |
| Huang et al. | Outstanding performance of electron-transport-layer-free perovskite solar cells using a novel small-molecule interlayer modified FTO substrate | |
| Ubani et al. | Moving into the domain of perovskite sensitized solar cell | |
| Chiang et al. | Synergistic engineering of conduction band, conductivity, and interface of bilayered electron transport layers with scalable TiO2 and SnO2 nanoparticles for high-efficiency stable perovskite solar cells | |
| Liu et al. | Large-area heterojunction photodetectors based on nanometer-thick CH3NH3PbI3 films modified with poly (methyl methacrylate) nanofilms |