Для формирования органических фоточувствительных структур применяются два подхода. При использовании первого создаются фотоактивные элементы слоистого типа, в которых активные слои наносятся поочередно и имеют резкую гетерограницу. В работе использован второй подход, основанный на формировании в органических фоточувствительных структурах распределенного (объемного) гетероперехода между фталоцианином металла и фуллереном. Рассмотрено влияние параметров формирования нанокомпозитного слоя «фталоцианин:фуллерен» на оптические и фотоэлектрические характеристики структур FTO/ZnPc:C/C/Al и FTO/ZnPc:C/C/BРhen/Al. Методом вакуумного термического осаждения изготовлены четыре типа структур с различным составом активных слоев. Конфигурация активных слоев менялась в результате изменения массы испаряемого вещества. Для слоя на основе фталоцианина цинка проведено исследование влияния температуры нагрева подложки на качество осаждаемых слоев. Выявлено, что оптимальная температура, при которой слои получаются равномерными и характеризуются наибольшим поглощением, равна 60 ºC. Исследованы спектры поглощения, пропускания и фоточувствительности образцов. Спектры пропускания содержат две выраженные области сильного поглощения, соответствующие слоям фуллерена и фталоцианина цинка. Показано влияние изменения доли фуллереновой компоненты на транспортные и фотоэлектрические параметры нанокомпозитных слоев и структур. Установлена оптимальная конфигурация активных слоев ZnPc:C/C. Показано, что внедрение дополнительного слоя BРhen, блокирующего дырки и являющегося достаточно тонким для транспорта электронов, позволяет значительно увеличить фотоответ и расширить диапазон чувствительности исследуемой структуры.
Павлова Марина Дмитриевна
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет им. В.И. Ульянова (Ленина) «ЛЭТИ», г. Санкт-Петербург, Россия
Дегтерев Александр Эдуардович
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет им. В.И. Ульянова (Ленина) «ЛЭТИ», г. Санкт-Петербург, Россия
Ламкин Иван Анатольевич
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет им. В.И. Ульянова (Ленина) «ЛЭТИ», г. Санкт-Петербург, Россия
Тарасов Сергей Анатольевич
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), г. Санкт-Петербург, Россия
1. Lewis N.S. Toward cost-effective solar energy use // Science. – 2007. – Vol. 315. – P. 798–801.
2. Owusu P.A., Asumadu-Sarkodie S. A review of renewable energy sources, sustainability issues and climate change mitigation // Cogent Engineering. – 2016. – Vol. 3. – P. 1–14.
3. Mohtasham J. Review article-renewable energies // Energy Procedia. – 2015. – Vol. 74. – P. 1289–1297.
4. Optimizing the organic solar cell efficiency: role of the active layer thickness/ D.H. Apaydın, D.E. Yıldız, A. Cirpan et al. // Solar Energy Materials and Solar Cells. – 2013. – Vol. 113. – P. 100–105.
5. Hybrid tandem quantum dot/organic solar сells with enhanced photocurrent and efficien-cy via ink and interlayer engineering / T. Kim, Y. Firdaus, A.R. Kirmani et al. // ACS Energy Letters. – 2018. – Vol. 3. – P. 1307–1314.
6. Peumans P., Yakimov A., Forrest S.R. Small molecular weight organic thin-film photodetectors and solar cells // J. of Applied Physics. – 2003. – Vol. 93. – P. 3693–3723.
7. Hong Z.R., Huang Z.H., Zeng X.T. Investigation into effects of electron transporting ma-terials on organic solar cells with copper phthalocyanine/C60 heterojunctions // Chemical Physics Letters. – 2006. – Vol. 425. – P. 62–65.
8. Thickness dependent charge transfer states and dark carriers density in vacuum deposited small molecule organic photocell // H. Shekhar, L. Tzabari, O. Solomeshch et. al. // Journal of Applied Physics. – 2016. – Vol. 120. – P. 155501-10.
9. Design of multilayered nanostructures and donor–acceptor interfaces in solution-processed thin-film organic solar cells / H. Benten, M. Ogawa, H. Ohkita et al. // Advanced Functional Materials. – 2008. – Vol. 18. – P. 1563–1572.
10. Organic photodetective device based on metal phthalocyanine / M.D. Pavlova, I.A. Lamkin, S.A. Tarasov et al. // J. Phys.: Conf. Ser. – 2018. – Vol. 1038. – P. 012104.
11. Enhanced performances in inverted small molecule solar cells by Ag nanoparticles / F. Jin, B. Chu, W. Li et al. // Optics Express. – 2014. – Vol. 22. – P. 1669–1679.
12. Synthesis, characterization and photodynamic activity of a new amphiphilic zinc phthalocyanine/ E. Güzel, A. Atsay, S. Nalbantoglu et al. // Dyes and Pigments. – 2013. – Vol. 97. – P. 238–243.