Пи-сопряженный полимеры и фотоэлементы на их основе.

Выполнил студент218 группыГамов Артемий ЛьвовичНаучные руководители:д.ф.-м.н., проф. Махаева Е.Е.д.х.н., в.н.с. Кештов М.Л.

Курсовая работа на тему:

Актуальность проблемыАктуальность проблемы

ПроблемыПроблемы::

•Запасы ископаемых ресурсов конечны:

•Ухудшение экологической обстановки.

Необходим переход на альтернативные источники энергии.

Солнечные фотоэлементы.

На основе неорганических полупроводников:• Высокий КПД;• Высокая стоимость;• Трудоемкое и затратное

производство.• Сложность получения компонентов

высокой химической чистоты.На основе органических пи-сопряженных полимеров:•Низкая стоимость;•Легкость и гибкость;•Простота изготовления устройств большой площади.•Меньший КПД.

Устройство фотоэлемента на основе органических полимеров

Подложка-стекло с нанесенным ITO (оксид индия олова)

Активный слой-смесь донора и акцептора электронов.

PEDOT:PSS( poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate))

Пи-сопряженные полимеры

Схема верхних энергетически зон.

Eg (Energy gap) –ширина запрещённой зоны;НСМО (LUMO) – низшая свободная молекулярная орбиталь;ВЗМО (HOMO) – высшая занятая молекулярная орбиталь;Ширина запрещённой зоны – наименьшая энергия между π (ВЗМО)и π*(НСМО) связями.

Принцип действия.

•Поглощение света;•Образование экситона;•Разделение экситона;•Перенос зарядов на электроды

Акцептор электронов

PCBM ([6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester)

Донор электронов.

Различные виды сопряженных полимеров (доноров электронов).

Вольтамперная характеристика фотоэлементов.

Vxx – напряжение холостого хода

Iкз – ток короткого замыкания

Рмакс – максимальная производимая мощность

КПД фотоэлементов

Фактор заполнения

КПД

Спасибо за внимание