Солнечные элементы на основе органических материалов характеризуются недостаточной временной стабильностью, особенно перовскитные солнечные элементы, что делает важным исследования альтернативных материалов электродов и методов их нанесения. Применение композитов полимеров и неорганических материалов, в частности углеродных нанотрубок (УНТ), без легирования позволяет повысить стабильность солнечных элементов и снизить их стоимость. В работе представлены результаты растворимости смеси P3HT:PCBM в различных растворителях. Определены растворители и смеси для подготовки стабильных дисперсий УНТ для аэрозольного нанесения на полимерный слой без его перерастворения с формированием прозрачных (более 75 %) проводящих слоев с сопротивлением менее 5 кОм/□ без легирования или процедур постобработки слоя. Для слоев УНТ на стеклянных подложках и подложках с полимерным слоем P3HT:PCBM с использованием электрических измерений, карт спектров комбинационного рассеяния света и атомно-силовой микроскопии измерены удельные сопротивления, неоднородность распределения УНТ, а также оценено количество остаточного растворителя. Расход УНТ для формирования слоя с сопротивлением 5 кОм/□ составляет от 31 до 146 мкг/см в зависимости от используемых растворителей. Установлено, что наиболее оптимальными с точки зрения однородности распределения УНТ на стекле и низкого содержания остаточного растворителя является диацетоновый спирт и его смесь с 1-гексанолом. Наименьшее сопротивление слоя УНТ на полимерном слое P3HT:PCBM при заданной прозрачности достигнуто при использовании смеси пропиленгликоля и PGMEA.
Сложность оптимизации технологического режима гетероэпитаксии является важным сдерживающим фактором использования структур кремния на сапфире (КНС). С целью устранения данного технологического барьера в работе проведено исследование процесса газофазного формирования начального слоя кремния на R-плоскости сапфира. Параметры изготовленных слоев проанализированы с помощью производственных методов контроля качества, а также методов РСА, РЭМ и СКР. Получены профили распределения удельного сопротивления методом сопротивления растекания (SRP). Показано, что проведение начальной стадии роста при температуре 910–930 °С приводит к уменьшению автолегирования слоя кремния алюминием из подложки. Термообработка начального слоя, сформированного при температуре 945–965 °С, позволяет получать структуры КНС высокого структурного качества в широком диапазоне температур осаждения основного слоя ( 960–1005 °С). Сравнение структур КНС, полученных при оптимальных параметрах разработанного режима и в стандартном процессе, показало снижение ширины кривой качания до ~0,24°, уменьшение механических напряжений сжатия до 0,8–1,96 ГПа, однородность профиля удельного сопротивления до глубины 180–350 нм. Применение разработанных технологических режимов позволяет значительно повысить однородность контрольных параметров КНС в одном процессе, что повышает производительность процесса изготовления.
Предложена методика формирования молекулярного квазиодномерного проводника в переменном электрическом поле на основе молекул полианилина и многостенных углеродных нанотрубок в качестве подводящих электродов. Диаметр полученных проводников составляет около
Исследован процесс окисления пленки графена, содержащего один и несколько слоев, под действием ультрафиолетового облучения структуры в парах воды. Установлена закономерность и продемонстрировано различие в изменении топографии, а также в оптических свойствах графена, имеющего различное количество слоев. Показана возможность функционализации поверхности с модификацией энергетической структуры графена. Обсуждены и проанализированы различия в механизмах окисления под действием ультрафиолетового облучения однослойного и мультислойного графена. Продемонстрирована корреляция топографических дефектов свойств графенового материала и структурных дефектов, наблюдаемых на спектрах комбинационного рассеяния.
Исследованы процессы создания узкоспектральных фоточувствительных структур на основе J-агрегатов цианиновых красителей. Предложены два технологических подхода: электрокинетическое осаждение одиночных J-агрегатов в планарной конфигурации электродов и создание многослойных структур с чувствительным слоем из пленки J-агрегатов цианинового красителя и прозрачным электродом из проводящей сетки углеродных нанотрубок на гибкой подложке полиэтиленнафталата.
С применением методов атомно-силовой микроскопии исследована морфология клеточных структур, культивированных на пленках из волокон коллагена и хитозана. Изучены особенности морфологии растущих клеток на субмикронном уровне, в частности показано, что количество жгутиков диаметром до 100 нм у клеток, выращенных на пленках из волокон коллагена и хитозана, больше, чем у контрольных образцов, выращенных на стеклянных подложках.