Fotoelektrické vlastnosti organických polovodičů pro sluneční články
| Thesis title in Czech: | Fotoelektrické vlastnosti organických polovodičů pro sluneční články |
|---|---|
| Thesis title in English: | Photoelectric properties of organic semiconductors for solar cells |
| Key words: | organické polovodiče|fotovoltaický jev|difúzní délka excitonů|koncentrace nábojů|oblast prostorového náboje |
| English key words: | organic semiconductors|photovoltaic effect|exciton difusion length|concentration of carriers|space charge region |
| Academic year of topic announcement: | 2023/2024 |
| Thesis type: | Bachelor's thesis |
| Thesis language: | |
| Department: | Department of Macromolecular Physics (32-KMF) |
| Supervisor: | doc. RNDr. Jiří Toušek, CSc. |
| Author: |
| Guidelines |
| Studium literatury
Seznámení s aparaturou a měřicími a zpracovatelskými programy. Měření spekter fotonapětí využitím aparatury pro optická měření a výstupní práce pomocí Kelvinovy sondy na dodaných polymerních vrstvách. Ze získaných výsledků se pokusit vyhodnotit základní parametr charakterizující využitelnost materiálu pro sluneční články - difúzní délku excitonů a dále koncentraci volných nábojů v daném polymeru, případně vytvořit energetické pásové schema. Výsledky shrnout a sepsat. |
| References |
| Seznam odborné literatury:
J.Prokeš, S.Nešpůrek, J.Stejskal, Vodivé polymery, Vesmír 80 (2001) 35 J.Toušek, J.Toušková, Vesmír 91 (2012) 508 S.Gunes, H.Neugebauer, N.Sariciftci, Conjugated Polymer-Based Organic Solar Cells, Chem.Rev.107(2007)1324 J.Toušek et al. Exciton diffusion length and concentration of holes in MEH-PPV polymer using the surface voltage and surface photovoltage methods, Chemical Physics Letters M.D.Archer, R.Hill, Clean Electricity from Photovoltaics, Chapter 9, Imperial College Press 2000 J.Toušková et al. Exciton diffusion length in MEH-PPV and CdS nanoparticles size distribution by surface photovoltage method, Proceedings from the 26th EU PVSEC, Hamburg 2011 M.A.Green, Solar Cells Prentice-Hall, Inc. 1982 |
| Preliminary scope of work |
| Sluneční články, jejichž výroba je tak snadná, jako tisk novin, články tak ohebné, že je možné smotat je do role a které jsou přitom levné. To je perspektiva, kterou nabízejí organické polovodiče. Na rozdíl od anorganických polovodičů jsou tvořeny molekulami a jejich vlastnosti se mohou proto snáze modifikovat. Mohou se připravovat i z roztoků a jejich výroba navíc nevyžaduje vysokou-polovodičovou čistotu. Cena energie, kterou produkují anorganické sluneční články v našich zeměpisných šířkách, je zatím asi třikrát větší, než cena elektřiny z klasických elektráren. Využitím organických materiálů se náklady na výrobu slunečních článků sníží o řád, což umožní vyrábět elektřinu ekologicky ve větším rozsahu. V poslední době se proto provádí intenzivní výzkum vodivých organických materiálů, což se projevilo také v roce 2000 udělením Nobelovy ceny třem badatelům v tomto oboru. Běžně dosahovaná účinnost organických slunečních článků je asi 3-6%, ale jejich výhodou je nízká cena a velká rychlost produkce například tiskem na ohebné folie.
Na našem pracovišti se provádí komplexní výzkum fotoelektrických vlastností organických polovodičů z hlediska aplikací ve fotovoltaice. Vývoji slunečních článků napomáhají diagnostické metody, které většinou vyžadují kontakty pro vedení proudu nebo snímání napětí. Organické materiály se však kontaktují dosti obtížně. Proto jsme vyvinuli bezkontaktní metodu snímání napětí generovaného světlem. Současně bylo nutno vytvořit model popisující procesy transportu fotogenerovaného náboje v organické látce. Pomocí počítačového modelu lze tak určit některé důležité parametry, které určují účinnost článků.Tato metoda je experimentálně nenáročná a ve světě dosud neužívaná. Výzkum je prováděn ve spolupráci s tuzemskými a jedním zahraničním pracovištěm. |