Исследование процессов фотодеградации органических солнечных элементов : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель А. В. Мазаник

Abstract

Объектом исследования являлись фоточувствительные тонкие пленки гибридных органо-неорганических перовскитов и солнечные элементы на их основе, предметом исследования – изменение их параметров и свойств в условиях оптического воздействия. Цель работы заключалась в установлении закономерностей и механизмов деградации органо-неорганических солнечных элементов, а также развитии экспериментальных методик исследования этих процессов. В результате выполнения работы разработана и апробирована на кремниевых, органических и органо-неорганических солнечных элементах методика пространственно-совмещенного локального исследования фоточувствительных структур, основанная на использовании спектральноаналитического комплекса «Nanofinder HE» и позволяющая проводить измерения люкс-амперных и люкс-вольтовых зависимостей для тока короткого замыкания и напряжения холостого хода, кинетик спада (деградации) тока короткого замыкания и напряжения холостого хода при воздействии монохроматическим излучением задаваемой плотности мощности, спектров комбинационного рассеяния света, фото- и электролюминесценции с субмикронной латеральной локальностью анализа. Разработана модель, позволяющая рассчитывать температурные поля, возникающие при локальном оптическом воздействии на солнечный элемент. Определены кинетики изменения основных параметров перовскитных солнечных элементов, демонстрирующие фазы обратимой и необратимой деградации. Установлены механизмы, ответственные за наблюдаемую обратимую и необратимую деградацию перовскитных солнечных элементов. В частности, показано, что кинетики изменения параметров солнечных элементов на основе органо-неорганических перовскитов могут быть объяснены совместным протеканием ряда процессов, имеющих различные характеристические времена: созданием и фотодеактивацией центров рекомбинации носителей заряда в перовскитном слое, а также дрейфом ионов и дефектов в катионной и анионной подрешетках. По результатам проведенных исследований опубликованы 2 статьи в рецензируемых научных журналах, 1 статья направлена в печать. Полученные результаты докладывались на международных научных конференциях.