Пи-сопряженный полимеры и фотоэлементы на их основе.

Курсовая работа на тему:
Пи-сопряженный полимеры и
фотоэлементы на их основе.
Выполнил студент
218 группы
Гамов Артемий Львович
Научные руководители:
д.ф.-м.н., проф. Махаева
Е.Е.
д.х.н., в.н.с. Кештов М.Л.
Актуальность проблемы
Проблемы:
•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
Активный слойсмесь донора и
акцептора
электронов.
Подложка-стекло с
нанесенным ITO (оксид
индия олова)
PEDOT:PSS( poly(3,4ethylenedioxythiophene)
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