Elektrické a fotoelektrické vlastnosti organických polovodičů pro sluneční články
| Thesis title in Czech: | Elektrické a fotoelektrické vlastnosti organických polovodičů pro sluneční články |
|---|---|
| Thesis title in English: | Electrical and photoelectric properties of organic semiconductors for solar cells |
| Key words: | organické polovodiče|pohyblivost|difúzní délka|doba života nosičů proudu|fluktuace proudu |
| English key words: | organic semiconductors|mobility|diffusion length|lifetime of current carriers|fluctuation of current |
| Academic year of topic announcement: | 2023/2024 |
| Thesis type: | diploma thesis |
| Thesis language: | |
| Department: | Department of Macromolecular Physics (32-KMF) |
| Supervisor: | doc. RNDr. Jiří Toušek, CSc. |
| Author: |
| Guidelines |
| Seznámení s literaturou a přístrojovým vybavením, vypracování rešerše o organických polovodičích.
Příprava dodaných vzorků včetně kontaktů. Měření povrchového fotonapětí a jeho vyhodnocení. Měření pohyblivosti nosičů proudu metodou CELIV. Měření šumových spekter 1/f a jejich vyhodnocení. Vyhodnocení výsledků měření a sepsání práce. |
| References |
| A.Koehler and H.Baessler Electronic Processes in Organic Semiconductors, Bayreuth : Wiley-VCH, 2015. ISBN 978-3-527-33292-2.
Stella M. Study of Organic Semiconductor Device Apllication. disertační práce. Barcelona : Universitat de Barcelona, 02 2009. J.Toušek, J.Toušková, The role of the space charge region in surface photovoltaic effect Journal of Applied Physics 116, 083708 (2014); https://doi.org/10.1063/1.4893973. Juska G., et al. Extraction Current Transients: New Method of Study of Charge Transport in Microcrystalline Silicon. Physical Review Letters. 2000, Sv. 84, 21. Juška G., et al. Hole drift mobility in μc-Si:H. Journal of Applied Physics. 2001, Sv. 89, 9. Hanfland.,The physical meaning of charge extraction by linearly increasing voltage transients from organic solar cells. Applied Physics Letters. 2013, Sv. 106, 6. J.Toušek et al. Use of flicker noise in polyaniline, Appl.Phys.Lett. 118102103(2021). |
| Preliminary scope of work |
| V poslední době se intenzivně zkoumají organické polovodiče, jako materiály vhodné na výrobu organických slunečních článků, palivových článků a pro další aplikace. Na rozdíl od anorganických polovodičů, jejichž základem jsou atomy, jsou tvořené molekulami. Jejich vlastnosti je proto možné jednodušeji a jemněji modifikovat a nevyžadují vysokou polovodičovou čistotu materiálu. Byly již vytvořeny solární články dosahující účinnosti přes 10% a na trhu se objevují také drobné aplikace jako jsou například nabíječky akumulátorů. Výhodou je méně náročná výroba, ohebnost výsledného produktu a velká rychlost produkce, například tiskem.
Cílem práce je studovat elektrické a fotoelektrické vlastnosti organických polovodičů, zejména těch, které jsou důležité z hlediska využití pro solární články a detektory záření. Pro charakterizaci materiálů bude využito určování pohyblivosti nábojů s užitím metody CELIV (charge extraction by linearly increasing voltage). Dále bude rozvíjena metoda zjišťování difúzní déĺky generovaných nábojů a šířky oblasti prostorového náboje z povrchového fotonapětí, založená na našem modelu, který popisuje povrchový fotovoltaický jev. Nově bude využíváno také frekvenčních charakteristik fluktuace nosičů proudu pro určování součinu pohyblivosti a doby života nosičů proudu, což je světová novinka. Studovat se budou organické polovodiče MEH-PPV, P3HT a hybridní struktury jako jsou perovskity, případně další, ve spolupráci s technology. |