Пористые полупроводниковые наноструктуры для фотовольтаических устройств

Проект направлен на получение новых материалов для устройств фотовольтаики и электроники. Ожидаемые результаты проекта включают анализ взаимосвязи состава, микроструктуры и функциональных характеристик материалов (оптических и транспортных свойств), сведения о стабильности и условиях разрушения нанокомпозитных полупроводниковых пленок, перспектив их применения в роли материалов фотоанода или фотокатода в составе перовскитных фотовольтаических устройств и ячеек Гретцеля. При выполнении проекта будут разработаны новые нанокомпозитные материалы на основе пористых полупроводниковых пленок прозрачных проводящих материалов. Пленки прозрачных электрон-проводящих материалов (ZnO, In2O3) и дырочно-проводящих составов (ZnO:Al, In2O3:Sn, ZnO:In), сформированные на поверхности субстратов FTO/стекло и ITO/стекло будут сформированы методами трафаретной печати и центрифужного нанесения коллоидных растворов («функциональных чернил»), а также электрохимического (потенциостатического) осаждения при варьировании составов электролитов, потенциалов осаждения металлов и условий их последующей термической обработки. В качестве «жертвенного темплата» при направленном формировании пористых покрытий будут использоваться полимерные пленки полиакриламида (ПАА), полистирола (ПС), фотоннокристаллические пленки на основе полистирольных микросфер и микросфер полиметилметакрилата (ПММА). Характер проводимости полученных полупроводниковых пленок и ее взаимосвязь с микроструктурой и химическим составом образцов будут исследованы c применением ряда спектроскопических методов: фотолюминесцентной спектроскопии, спектроскопии диффузного отражения, твердотельного ЯМР, КР-спектроскопии, а также рентгенофазового анализа. В качестве перспективных композитных структур будут предложены и изучены нанокомпозиты «сложный иодид/прозрачный проводящий оксид (ТСО)», выбранные в соответствии с энергетическими диаграммами компонентов системы, условиями их термической и фото-деградации в составе композита. Таким образом, результаты проекта будут включать как оригинальные методики формирования пористых n- и p-полупроводниковых слоев, перспективных для применения в составе фотовольтаических ячеек, а также первичную информацию об условиях деградации нанокомпозитов и фотовольтаических устройств на их основе.